¿Caer en un agujero negro?

La relatividad general predice que la materia que caiga en un agujero negro se comprimirá sin límite a medida que se aproxime al punto central; un callejon sin salida llamado singularidad. No es posible extrapolar la trayectoria de un objeto más allá de la singularidad, ya que su línea de tiempo termina allí. Incluso hablar de (allí) resulta problemático, ya que el propio espacio-tiempo deja de existir. Los investigadores esperan que una teoría cuántica de la gravedad actúe como un microscopio que permita resolver ese punto y estudiar que sucede con la materia que cae.

Fuera, en el borde del agujero negro, la gravedad es más débil, por lo que las leyes conocidas deberían seguir siendo validadas. Por eso resulta aún más desconcertante que no lo sean. Un agujero negro se encuentra delimitado por un horizonte de sucesos, la superficie más allá de la que cual nada puede escapar. La caída es irreversible. Y eso supone un problema, ya que todas leyes fundamentales de la física, incluidas las cuánticas, son reversibles. Al menos en teoría, siempre es posible invertir el movimiento de las partículas y recuperar su estado inicial.

Los físicos se enfrentaron a un enigma similar a finales del siglo XIX, cuando consideraron las propiedades del cuerpo negro. El electromagnetismo del Max Well predecía que este absorbería toda la radiación que incidiera sobre él, por lo que nunca alcanzaría el equilibrio con la materia circundante. Absorbería una cantidad infinita de calor de una fuente mantenida a temperatura fija. En otras palabras, su temperatura efectiva seria de cero (0) absoluto. Semejante conclusión contradecía lo observado en los cuerpos negros del mundo real. No obstante, tales problemas desaparecían si, en contra de lo que se pensaba hasta entonces, la energía se radiaba en unidades discretas.

Los físicos llevan casi medio siglo intentando encontrar una solución equivalente para los agujeros negros. El fallecido Stephen Hawking dio un paso enorme cuando, a mediados de los años setenta, aplico la teoría cuántica  a la radiación en torno a un agujero negro. Al hacerlo, hallo que estos objetos tenían asociada una temperatura. Eso implicaba que no solo absorbían energía, sino que también la emitían. Pero, aunque eso llevo los agujeros negros al redil de la termodinámica, agudizo el problema de la irreversibilidad. La radiación saliente se genera en el borde del agujero negro y no transporta información sobre el interior es energía térmica aleatoria. Y ahora ya no es posible imaginar que la materia original seguirá atrapada en el interior, ya que, a medida que el agujero negro radie, ira encogiéndose hasta acabar desapareciendo por completo.

Dicho problema se conoce como paradoja de la información, pus el agujero negro destruye la información que nos permitiría rebobinar el movimiento de las partículas que caen en él. Si la física de los agujeros negros ha de ser reversible, algo tiene que volver a transportar esa información al exterior. Y, para explicarlo, puede que sea necesario modificar nuestra idea del espacio tiempo.