En un paper publicado este mes en la revista Nature [1], Juan Maldacena pasa revista de los avances recientes hacia la resolución de uno de los rompecabezas más incómodos de la física: La paradoja de la pérdida de información en los agujeros negros [abro hilo] @Fisica_DFUBA 
La paradoja de la pérdida de información fue formulada en los años 70's por Stephen Hawking, poco después de que él y Jacob Bekenstein advirtieran que los agujeros tienen propiedades térmicas y que éstas los llevan finalmente a desaparecer.
Cuando un agujero negro se forma a partir de la explosión y subsiguiente colapso gravitatorio de una estrella, el astro sólo hereda de la estrella progenitora dos datos: su masa y su velocidad de giro. Todo otro dato de la estrella, como su composición química, se habrá perdido.
Hasta aquí, alguien podría argüir que esto, en realidad, no es un problema ya que la información de la estrella original en realidad no se perdió: Ésta quedó atrapada dentro del agujero negro; nos es inaccesible desde el exterior, pero allí está, encerrada, y acaso intacta...
Ahora bien, ... según mostrara Hawking en 1974, los agujeros negros emiten una tenue pero persistente radiación. Esta radiación los lleva a evaporarse al cabo de un largo tiempo. Además, esa radiación es de naturaleza "térmica", lo que significa que no lleva información alguna.
Así, si uno espera suficiente tiempo (¡algo así como 10^{57} veces la edad del universo!) el agujero negro finalmente se evapora por completo, se desvanece haciendo que la información que tenía atrapada desaparezca en él, como en un acto de magia de escalas cósmicas.
Esto plantea una paradoja para la física, dado que según el "principio de unitariedad de la mecánica cuántica" la información debe ser preservada. Esta paradoja expresa mejor que ningún otro ejemplo la tensión existente entre cuántica y la teoría de la gravitación de Einstein.
Durante mucho tiempo los físicos intuyeron la solución a la paradoja: De alguna manera que aún no comprendemos, la información debe ser restituida al medio exterior durante el proceso de evaporación del agujero negro, antes de que el astro desaparezca por completo. Pero, ¿cómo?
En una serie de trabajos publicados en noviembre de 2019 [2,3], Maldacena et al. notaron que efectos de gravedad cuántica que habían sido inadvertidos en investigaciones previas parecían tener a la solución al problema. A ver si me sale contarla:
Una medida de la información acarreada por la radiación de los agujeros negros es su entropía, la entropía de dicha radiación. El cálculo original de Hawking (1974) lleva a que la entropía de esa radiación siempre crece, síntoma inequívoco de que la información se va perdiendo.
Así, si uno pudiera mostrar que para un agujero negro lo suficientemente viejo, al cabo de un tiempo, la entropía de la radiación que él emite deja de aumentar y comienza a disminuir, entonces uno estaría mostrando que la información comienza a ser restituida al exterior.
Esto es lo que Maldacena y sus colaboradores mostraron: La entropía de la radiación emitida por un agujero negro que es lo suficientemente viejo revierte ese crecimiento que Hawking había predicho y comienza a disminuir. La entropía disminuye = la información se restituye.
Los detalles del trabajo de Maldacena et al. son complicados y no viene al caso contarlos aquí (dejo las referencias abajo); pero vale decir que la solución involucra la existencia de geometrías tipo agujero de gusano que conectan múltiples copias del agujero negro.
Como los auotres mismos señalaran, es curioso que los agujeros de gusano, que originalmente fueron concebidos como monstruosas soluciones de la teoría de Einstein que difícilmente tendrían relevancia física, aparecen en este contexto como los salvadores. La dialéctica del caso.
Referencias:
[1] nature.com/articles/s4225…
[2] arxiv.org/abs/1911.12333
[3] arxiv.org/abs/1911.11977
[1] nature.com/articles/s4225…
[2] arxiv.org/abs/1911.12333
[3] arxiv.org/abs/1911.11977
