Los agujeros negros son en realidad laberintos de túneles y habitaciones interdimensionales

Según la física actual, un agujero negro es una prisión sin salida. Si cae algo dentro, según la física clásica, no hay forma de recuperarlo. Ni siquiera la información sobre lo que entró. El gran problema es que esto choca con una ley fundamental de la física: la información no puede destruirse. Esto lleva a una paradoja que Stephen Hawking planteó en 1974 y que lleva décadas sin resolverse. Ahora, un grupo de físicos cree haber encontrado una salida al problema. Irónicamente, esa salida es un laberinto.

El nuevo estudio —publicado publicado en el diario científico Journal of High Energy Physics— afirma que lo que llamamos agujeros negros son, en realidad, estructuras sin horizonte, sin punto de no retorno, y sin centro singular. Son sistemas extremadamente complejos compuestos de cuerdas y membranas que vibran y se cruzan en once dimensiones, formando un ‘superlaberinto’ de geometría inimaginable por el ser humano en el que se puede almacenar y liberar información por el cosmos.

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“Este superlaberinto tiene una enorme capacidad para almacenar información”, afirma Nicholas Warner, físico teórico de la Universidad del Sur de California y uno de los autores del estudio. “Eso resuelve la paradoja de la información.”

Un 'disco duro' en lugar de un agujero

Los científicos usaron la teoría de cuerdas para explicarlo. Según esta teoría, el universo no está hecho de partículas puntuales, sino de objetos extendidos que vibran: cuerdas en dos dimensiones (M2-branas) y membranas en cinco (M5-branas). El estudio —escrito por Warner junto a los físicos Iosif Bena, Dimitrios Toulikas y Anthony Houppe— describe lo que ocurre cuando se entrecruzan grandes cantidades de esas 'branas'. El resultado no es una esfera colapsada, sino una especie de red enredada que forma un espacio interno lleno de cavidades, túneles y cámaras interconectadas, una visión similar a lo que Christopher Nolan imaginó en el teseracto de la película ‘Interstellar’.

Este superlaberinto, aseguran, es como una ciudad infinita construida no en tres dimensiones, sino en once. En vez de edificios y calles, hay superficies que vibran, se estiran y se curvan al tocarse. Algunas zonas se conectan como pasillos, otras forman bolsas cerradas. Desde fuera, la ciudad parece una esfera sin luz, el agujero negro. Pero dentro hay una estructura real, y esa estructura es capaz de guardar información. “Hay una estructura muy intrincada, con muchas salas, cámaras e intersecciones de paredes, con todo tipo de capas”, describe Warner. “Las paredes son las branas, y las intersecciones son donde las cosas bidimensionales se encuentran con las cosas pentadimensionales. Cuando se encuentran, tiran unas de otras y se curvan.” Es el equivalente cósmico de un disco duro que transforma los datos y los libera poco a poco mientras se evapora.

Esa evaporación es la llamada radiación de Hawking, que se preguntó que, si el agujero negro desaparece, ¿qué pasa con la información sobre lo que había dentro? Según Warner, en este modelo no se pierde nada. La información se propaga a través de las cuerdas que vibran en el laberinto. Y esa propagación hace que la información sobreviva al proceso de evaporación.

Geometría sin horizonte

La versión clásica de un agujero negro incluye dos componentes: un horizonte de sucesos que marca el punto sin retorno y una singularidad en el centro donde se aplasta todo. Pero el modelo del superlaberinto —una extensión del concepto de ‘fuzzball’ (bola de pelusa) que propuso el físico Samir Mathur— elimina ambas cosas. No hay borde. No hay centro. Solo una masa de cuerdas vibrantes con estructura interna. Como apunta Scientific America, Mathur fue el pionero en la idea de las bolas de pelusa. Según él, el equipo ha hecho un trabajo duro. “Encuentro todas estas construcciones muy interesantes, y esta última también lo es.”

El nuevo estudio formaliza la descripción completa de estos sistemas mediante una única función matemática, no lineal, que regula cómo se cruzan las branas dentro del espacio de once dimensiones. Esa función, bautizada como maze function, define la forma del laberinto. Y aunque no puede resolverse de forma general, los autores demuestran que, con las condiciones adecuadas, se puede encontrar una solución única para cada configuración de branas.

Don Marolf, físico de la Universidad de California en Santa Bárbara, reconoce que las soluciones de Warner y sus colegas “son muy interesantes” y se parecen mucho a agujeros negros reales, al menos en términos de masa y carga. Pero Marolf también advierte en Scientific American que “los autores no han demostrado todavía que estas soluciones sean lo que normalmente llamamos agujeros negros.”

Un laberinto para unir física cuántica y relatividad

La razón de su razonamiento está en la entropía. En física, la entropía mide el número de configuraciones posibles que puede tener un sistema. Y en el caso de los agujeros negros, esa entropía se calcula a partir del área del horizonte. Si no hay horizonte, como afirma el estudio, calcularla se vuelve muy complicado. Como Juan Maldacena, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, apunta a la revista, el equipo “ha logrado escribir muchas soluciones interesantes e intrincadas, pero todavía no un conjunto completo de soluciones que puedan explicar la entropía de estos agujeros negros, que se calcula con una solución que sí tiene un horizonte.”

A pesar de estas críticas, lo cierto es que el estudio abre una puerta para explorar cómo podría comportarse la gravedad cuántica, y cómo se conectan los mundos microscópico y macroscópico. Si los agujeros negros son en realidad laberintos, entender su estructura puede ser la clave para unir la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica. Si eso ocurre, habremos encontrado la salida del laberinto más complicado al que la humanidad se ha enfrentado.