Un equipo de investigación de la Universidad de Osaka, La Universidad de Nihon y la Universidad de Chuo han propuesto un marco teórico novedoso cuyo experimento podría realizarse en un laboratorio para comprender mejor la física de los agujeros negros. Este proyecto puede arrojar luz sobre las leyes fundamentales que gobiernan el cosmos en escalas inimaginablemente pequeñas y enormemente grandes.

Recientemente, el mundo quedó paralizado cuando las primeras imágenes de un agujero negro fueron lanzadas por el Event Horizon Telescope. O, ser más preciso, las imágenes mostraban el círculo brillante, llamado anillo de Einstein, hecho por la luz que apenas escapó del alcance de la inmensa gravedad del agujero negro. Este anillo de luz se debió al hecho de que, según la teoría de la relatividad general, el tejido del espacio-tiempo en sí se contorsiona tanto por la masa del agujero negro que actúa como una lente enorme.

Desafortunadamente, nuestra comprensión de los agujeros negros sigue siendo incompleta, debido a que la teoría de la relatividad general, que se utiliza para describir las leyes de la naturaleza a escala de estrellas y galaxias, no es actualmente compatible con la mecánica cuántica, nuestra mejor teoría de cómo funciona el Universo a escalas muy pequeñas. Dado que los agujeros negros, por definición, tener una gran masa comprimida en un espacio diminuto, Es necesario reconciliar estas teorías tremendamente exitosas pero hasta ahora conflictivas para comprenderlas.

Un posible enfoque para resolver este enigma se llama teoría de cuerdas, que sostiene que toda la materia está hecha de diminutas cuerdas vibrantes. Una versión de esta teoría predice una correspondencia entre las leyes de la física que percibimos en nuestras cuatro dimensiones familiares (tres dimensiones del espacio más el tiempo) y las cuerdas en un espacio con una dimensión extra. Esto a veces se denomina "dualidad holográfica, "porque recuerda a una placa holográfica bidimensional que contiene toda la información de un objeto tridimensional.

En la investigación recientemente publicada, los autores, Koji Hashimoto (Universidad de Osaka), Keiju Murata (Universidad de Nihon) y Shunichiro Kinoshita (Universidad de Chuo) aplican este concepto para mostrar cómo la superficie de una esfera, que tiene dos dimensiones, se puede utilizar en un experimento de mesa para modelar un agujero negro en tres dimensiones. En esta configuración, la luz que emana de una fuente en un punto de la esfera se mide en otro, que debería mostrar el agujero negro si el material esférico permite la holografía.

"La imagen holográfica de un agujero negro simulado, si es observado por este experimento de mesa, puede servir como una entrada al mundo de la gravedad cuántica ", dice el autor Hashimoto. Los investigadores también calcularon el radio del anillo de Einstein que se observaría si esta teoría fuera correcta.

"Nuestra esperanza es que este proyecto muestre el camino a seguir hacia una mejor comprensión de cómo nuestro Universo realmente opera en un nivel fundamental, "dice el autor Keiju Murata.