Stephen Hawking murió hoy (14 de marzo), dejando atrás un enorme legado de trabajo como astrofísico, comunicador científico, activista y figura de admiración de la cultura pop. Y en el día de su muerte, una pregunta que planteó y trabajó hasta los últimos años de su vida sigue sin respuesta: ¿Puede la información realmente perderse en el universo?
El artículo más famoso de Hawking, "¿Explosiones de agujeros negros?", Publicado hace 44 años en 1974, se deshizo de toda la noción de agujeros negros como los físicos los habían entendido previamente. Y fue el primer golpe de Hawking a esa pregunta básica.
"Clásicamente, un agujero negro debería estar 'perfectamente frío' en el sentido de que absorbe todo pero no emite nada. Así es como se entendieron a principios de la década de 1970", escribió Robert McNees, físico de la Universidad de Loyola en Chicago, en un correo electrónico. .
Un agujero negro como ese no irradiaría energía, y ninguna materia podría escapar de él. Simplemente ... existiría, frío, silencioso y eterno. El papel de Hawking revivió los agujeros negros, y posiblemente mortal.
"Cuando Stephen consideró los efectos de la mecánica cuántica a mediados de los 70, descubrió que los agujeros negros deberían, en principio, irradiarse como si fueran objetos térmicos con temperatura", dijo McNees a Live Science. "Si irradian energía, su masa disminuirá. Y descubrió que a medida que esto sucede, a medida que se encogen, su temperatura aumenta y se irradian aún más rápido".
Eventualmente, tal vez, el agujero negro desaparecería por completo, o se reduciría a un pequeño nubbin. Sin reconciliar completamente la relatividad y la mecánica cuántica en una teoría sólida de la "gravedad cuántica" (lo que los físicos llaman una "teoría de todo"), la etapa final de la evaporación de ese agujero negro sigue siendo un misterio.
"El problema es que, según sus cálculos, la radiación es perfectamente térmica. No retiene ninguna información sobre el estado del material que formó el agujero negro, y esto violaría una regla fundamental en la mecánica cuántica", escribió McNees .
La física cuántica requiere que todo el futuro y el pasado de cada partícula sea, en principio, posible de descubrir y vincular a través de una serie de eventos probabilísticos, causales y encadenados. Pero si un agujero negro libera una sopa indiferenciada de partículas con su información, sus historias, borradas de forma irrecuperable, entonces ese requisito se rompe fundamentalmente.
"La 'paradoja de la información del agujero negro' y los intentos de resolverla han impulsado gran parte del trabajo en gravedad cuántica desde que se articuló por primera vez", escribió McNees.
Hawking ya era un físico consumado en 1974. Y muchas biografías breves implican que, después de la publicación de su libro de ciencia popular de 1988 "Una breve historia del tiempo", su trabajo científico más importante estaba detrás de él. Pero Hawking continuó produciendo artículos científicos significativos y controvertidos hasta esta década, discutiendo con la paradoja que presentó décadas antes.
El artículo más dramático que escribió Hawking al final de su carrera sugirió que los agujeros negros, como se ha entendido clásicamente, no existen en absoluto.
En "Preservación de la información y pronóstico del tiempo para agujeros negros", publicado en 2014, sugirió que el "horizonte de eventos" alrededor de los agujeros negros, el punto más allá del cual ni siquiera la luz podía escapar, realmente no existe. En cambio, escribió, simplemente hay un horizonte "aparente" de luz atrapada que podría desvanecerse y permitir que la luz escape.
"La ausencia de horizontes de eventos significa que no hay agujeros negros, en el sentido de regímenes de los cuales la luz no puede escapar al infinito", escribió Hawking.
También sugirió algunos problemas conceptuales fundamentales con una serie de características que los físicos atribuyeron a los agujeros negros, como "cortafuegos" alrededor de sus límites que destruyen a los observadores que intentan ingresar.
Esa no fue la última palabra de Hawking sobre ciencia. Recientemente, en 2016, Hawking publicó un artículo con el físico de la Universidad de Cambridge Malcolm Perry y el físico de la Universidad de Harvard Andrew Strominger titulado "Cabello suave en agujeros negros".
El equipo de investigación argumentó que los agujeros negros están rodeados de partículas "suaves" o de energía cero, que llaman pelo. Ese cabello, escribieron, almacena la información perdida de partículas emitidas por agujeros negros en "placas holográficas" más allá de las regiones límite de los agujeros negros. Entonces, la información, mientras está desplazada, nunca se pierde realmente.
"Una descripción completa de la placa holográfica y la resolución de la paradoja de la información sigue siendo un desafío abierto, al que hemos presentado herramientas nuevas y concretas para abordar", escribieron.
Incluso cerca del final de su vida, Hawking siguió siendo un científico muy activo, presentando ideas que avanzaron en su campo, e ideas que sus colegas rechazaron.
"Es mi impresión que el documento de 2014 no es ampliamente aceptado. El documento de 2016, por otro lado, que es trabajar con Perry y Strominger, es una dirección en la que la gente todavía está trabajando activamente", escribió McNees.
"La paradoja de la información sobre el agujero negro ha sido una de las preguntas definitorias para las personas que trabajan en la gravedad cuántica. Y, como sigue sin respuesta, creo que sigue siendo la pregunta más interesante que surgió".
