La paradoja de la información del agujero negro es acerca de cómo la información cuántica aparentemente se pierde en un agujero negro, con el proceso de la radiación de Hawking.
Información cuántica:
En mecánica cuántica, la evolución de una función de onda cuántica a lo largo del tiempo es ‘reversible’ y ‘determinista’ (hasta la medición). es decir, un estado de la función de onda en el pasado, determina de manera única un estado futuro, y viceversa. (Más técnicamente, los operadores de evolución son ‘unitarios’, que es lo que resulta en el determinismo y la reversibilidad. La medición en sí misma es un proceso no unitario, y es irreversible, pero un sistema cuántico también puede explicarse sin traer esto, y por significa simplemente ‘decoherencia’ ).
Ahora, lo que esto significa es que, la información neta en un sistema cuántico, se conserva con el tiempo .
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La paradoja:
Sin embargo, cuando Hawking propuso sus ecuaciones sobre la radiación termodinámica de los agujeros negros, parecía que, la información que inicialmente estaba presente en las partículas que constituyen la radiación, se pierde cuando las partículas absorbidas se encuentran con la singularidad. Esta es la paradoja. Este parece ser el caso porque, un agujero negro estático está determinado únicamente por su masa, momento angular y carga eléctrica neta, lo que se conoce como el teorema del no cabello. Toda otra información es irrelevante para el comportamiento de un agujero negro. Ahora, considere dos partículas enredadas en el horizonte de eventos de un agujero negro. Uno se absorbe en el agujero negro, y el otro se emite a través de la radiación de Hawking. La radiación emitida no puede tener información de la partícula original, de acuerdo con el teorema de no pelo. Por lo tanto, según Hawking, la radiación emitida desde el agujero negro parece no tener información sobre el estado inicial. Esto es diferente a cómo la radiación térmica del cuerpo negro generalmente nos informa sobre los componentes del cuerpo emisor.
Dicho de otra manera, la evolución de la función de onda cuántica de estas dos partículas inicialmente enredadas tiene un componente que se desvanece irreversiblemente dentro del agujero negro. Muchos estados iniciales de la función de onda dan como resultado el mismo estado final, debido a la ausencia de pelo . Esto rompe la irreversibilidad de la evolución de la función de onda en cuestión. es decir, la radiación de Hawking no parecía preservar la información cuántica. Esta fue la paradoja.
Estado de resolución:
Si esto fuera cierto, habría que pedir una modificación de la mecánica cuántica, algo que golpearía la base de la unitaridad de la evolución de la función de onda. Esta paradoja condujo a un gran debate a fines de la década de 1990, y la resolución final que tenemos ahora parece provenir de lo que se llama el principio holográfico en la teoría de cuerdas, que explica cómo se conserva la información (por medio de algún tipo de abolladuras en el horizonte de eventos que registran la información de las partículas en la radiación).
