Nicholas Warner quiere descubrir cómo se comporta la materia en la frontera más extrema del universo. Warner, profesor de física y astronomía y matemáticas en USC Dornsife, Recientemente recibió una prestigiosa subvención del Consejo Europeo de Investigación para estudiar un problema revelado por primera vez por Stephen Hawking:la paradoja de la información del agujero negro.

Entonces, ¿qué es exactamente esta paradoja?

Los agujeros negros se definen por sus inmensos campos gravitacionales, campos que son lo suficientemente poderosos como para atrapar la luz y la materia. Este asunto lleva información, como su composición, masa y posición. Dado que los agujeros negros colapsan sobre sí mismos, todo se comprime tanto que la comprensión moderna de la física también colapsa.

"La forma más sencilla de describirlo, "dice Warner, "es que una de las propiedades de los agujeros negros es que una vez que hay cosas dentro de ellos, no tienen rasgos característicos desde el exterior. Entonces, cuando haces un agujero negro, esencialmente has borrado del exterior cualquier información sobre cómo lo hiciste ".

De acuerdo con las leyes actuales de la física, esta información debe conservarse siempre, incluso cuando está atrapado en estos agujeros negros. En la década de 1980, Stephen Hawking se dio cuenta, sin embargo, que debido a que los agujeros negros tienen temperatura, deben evaporarse con el tiempo a través de un proceso conocido como radiación de Hawking. Este proceso destruiría la información que conservaba el agujero negro. Esta discrepancia se denomina paradoja de la información del agujero negro.

Warner compara el problema con la ciencia forense:tratar de reconstruir la escena de un crimen a partir de salpicaduras de sangre y huellas dactilares. La formación y evaporación de un agujero negro borra todo de la escena del crimen, pero esto está prohibido por la mecánica cuántica. Este problema ha existido durante unos 40 años, y Warner comenzó a trabajar en él en 2007:utiliza la teoría de cuerdas para descubrir la estructura cuántica oculta de los agujeros negros.

Detente en el horizonte

Ahora, la nueva beca ERC Advanced de cinco años permitirá a Warner trabajar en el Institut de Physique Théorique cerca de París, desconcertado sobre la estructura cuántica de los agujeros negros y la recuperación de información. A partir de enero de 2019, pasará tres de los próximos cinco años en Francia, con los otros años en USC Dornsife.

Warner reconoce el apoyo que la USC ha brindado a su trabajo, tanto en California como en Europa. "Veo el hecho de que puedo ir y hacer esto como una manifestación más del fuerte apoyo que me han brindado, " él dice.

El objetivo de su proyecto es explorar geometrías de microestados, que son idénticos a los agujeros negros en sus propiedades, excepto que las geometrías de microestado no tienen un horizonte (el límite en el que la luz ya no puede escapar de los efectos gravitacionales del agujero negro). En lugar de, Las geometrías de microestado utilizan la teoría de cuerdas y la teoría de campos y detienen el inevitable colapso del agujero negro en el horizonte. conservando la información almacenada en el agujero negro. Warner tiene la intención de estudiar cómo la materia atrapada y la radiación se transforman en geometrías de microestado y son reemitidas desde la superficie del agujero negro.

Otros físicos están trabajando en diferentes partes de la paradoja de la información del agujero negro, utilizando diferentes enfoques. Warner dice que se parece un poco a la vieja parábola de los ciegos y el elefante. En la historia, seis ciegos parados junto a un elefante, tratando de discernir lo que están tocando. Uno toca el costado y dice que es una pared; otro toca la trompa del animal y dice que es una pierna.

"Todo el mundo tiene una parte de la cosa, y extrapolan en función de lo que pueden detectar y analizar, "dice Warner. Eso no es muy diferente de los diversos enfoques para resolver la paradoja de la información de los agujeros negros." Las otras personas que trabajan en esto son realmente inteligentes, pero creo que tenemos una gran parte del rompecabezas en nuestro enfoque, " él dice.

Hawking:amigo y mentor

Hawking, el renombrado físico teórico, fue asesor de tesis de Warner en la Universidad de Cambridge, donde Warner obtuvo su Ph.D. en física y matemáticas en 1982. Los dos hombres se mantuvieron en contacto a través de los años, y Warner fue una de las 500 personas que asistieron al funeral de Hawking el 31 de marzo. También ha sido invitado al funeral público y al entierro el 15 de junio en la Abadía de Westminster. donde Hawking será enterrado junto a Isaac Newton y Charles Darwin.

Mientras miraba alrededor de la habitación durante el funeral, Warner se dio cuenta. "Básicamente, todos los científicos trabajan de alguna manera en este problema en particular, de una forma u otra, que Stephen publicó en 1980.

"Es un gran desafío, "dice Warner." Creo que ese es su mayor legado, que descubrió este problema y todavía estamos tratando de resolverlo ".