Se supone que la información cuántica se “pierde” en un agujero negro. ¿Qué se entiende por agujero negro en este contexto, el horizonte de eventos o la singularidad?

La idea simplista de un agujero negro es que cualquier cosa que pase el horizonte de eventos se triturará en bits muy elementales, infinitamente comprimidos en la singularidad. A primera vista, esto hace que parezca que se pierde información (la premisa de Hawking).

Susskind no estuvo de acuerdo y se le ocurrió la idea de “complementariedad” que dice que la información (a nivel cuántico) pasa a través del horizonte y es expulsada al espacio, preservando la información sobre la partícula incluso si la representación de masa (estructura) de la partícula se destruye en la singularidad.

La teoría del “firewall” dice que la información queda atrapada en el horizonte pero se pierde la estructura (su cuerpo se quemaría en el horizonte y la información remanente quedaría allí).

La teoría de la “bola fuzz” dice que la estructura se descompone en el horizonte y forma una capa delgada, pero no se quema a la manera del cortafuegos (la “quema” es en realidad más que un cambio de energía azul).

Hay problemas con cada una de estas ideas que se debaten acaloradamente cuando los grandes bateadores se reúnen para hablar sobre ellas.

El agujero negro es lo que hay detrás del horizonte de eventos. La información podría no perderse dentro del horizonte de eventos. El problema inicial apareció cuando Hawking presentó su teoría de la radiación de Hawking, que dice que el agujero negro sí emite algo de radiación inversamente proporcional a su masa. Estos resolvieron el problema de entropía del agujero negro. Pero la Radiación Hawking podría considerarse de la siguiente manera:

En el espacio, hay pares de partículas virtuales que se crean espontáneamente e inmediatamente se cancelan entre sí. Cuando estos pares se crean muy cerca del límite del agujero negro (el horizonte de eventos, uno puede caer antes de que tengan la oportunidad de cancelarse entre sí, y uno puede escapar. La partícula que cae alcanza la singularidad y cancela la materia dentro del agujero negro, y el otro logra escapar, y se convierte en una partícula real (radiación de halcón).

Ahora bien, esto parece crear un problema, porque parece que la información se pierde dentro de un agujero negro. Sin embargo, existen teorías como el principio holográfico que intentan evitar esto. La idea es que la información no se pierda dentro de un agujero negro, ya que todavía se almacena en el horizonte (lo cual es bastante justo teniendo en cuenta cuando arrojas qubits en el agujero negro, aumentando la información, es el área del agujero negro que crece proporcional a esta información).

Personalmente, realmente creo que la información que se pierde en un agujero negro sería un problema y podría violar la evolución unitaria de los sistemas cuánticos.

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