Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. A menudo se los describe como si tuvieran una singularidad, un punto de densidad infinita y volumen cero. Las leyes de la física fallan en una singularidad y no está claro cómo conciliar esto con las leyes de la mecánica cuántica.
Uno de los desafíos más importantes de la física es desarrollar una teoría de la gravedad cuántica que pueda describir el comportamiento de la materia y la energía en las proximidades de un agujero negro. Un enfoque popular es utilizar la teoría de cuerdas, que es un marco teórico que intenta unificar las leyes de la física describiéndolo todo en términos de cuerdas vibrantes.
La teoría de cuerdas predice que los agujeros negros tienen una cantidad finita de entropía, que es una medida del desorden de un sistema. Sin embargo, ha resultado difícil calcular el valor exacto de la entropía de un agujero negro.
En el nuevo estudio, el equipo de Berkeley utilizó una técnica llamada correspondencia AdS/CFT para calcular la entropía de un agujero negro. La correspondencia AdS/CFT es un truco matemático que relaciona la física de una teoría cuántica de campos fuertemente acoplada con la física de un espacio-tiempo anti-de Sitter (AdS) de dimensiones superiores.
Utilizando la correspondencia AdS/CFT, el equipo pudo calcular la entropía de un agujero negro en términos del número de grados de libertad en la teoría de campo. Esto les permitió demostrar que la entropía de un agujero negro es proporcional al área de su horizonte, que es el límite más allá del cual nada puede escapar.
Este resultado es significativo porque proporciona una nueva forma de comprender cómo se pierde la energía en un agujero negro. La entropía de un agujero negro es una medida del número de formas en que se puede distribuir la energía en el agujero negro. El hecho de que la entropía de un agujero negro sea proporcional al área de su horizonte sugiere que la energía en un agujero negro se distribuye por todo el horizonte, en lugar de concentrarse en una singularidad.
Esta nueva forma de entender los agujeros negros podría conducir a una mejor comprensión de la gravedad cuántica. Al estudiar la entropía de los agujeros negros, los físicos podrán aprender más sobre la naturaleza del espacio-tiempo y el comportamiento de la materia y la energía en las proximidades de un agujero negro.
