Hawking's black hole paradox explained - Fabio Pacucci

Traductor: Paula Motter Revisor: Ciro Gomez

Scientists work on the boundaries of the unknown,

Los científicos se dedican a investigar las fronteras de lo desconocido,

where every new piece of knowledge forms a path into a void of uncertainty.

donde cada nuevo conocimiento

abre un camino hacia un vacío de incertidumbre.

And nothing is more uncertain–

Y nada es más incierto,

or potentially enlightening– than a paradox.

o potencialmente revelador,

que una paradoja.

Throughout history,

A lo largo de la historia,

paradoxes have threatened to undermine everything we know,

las paradojas han desafiado la certeza de nuestro conocimiento

and just as often, they’ve reshaped our understanding of the world.

y, asimismo, han reformulado nuestra percepción del mundo.

Today, one of the biggest paradoxes in the universe

Actualmente, una de las mayores paradojas del universo

threatens to unravel the fields of general relativity and quantum mechanics:

desafía con echar luz sobre el campo de la relatividad general

y de la mecánica cuántica:

the black hole information paradox.

la paradoja de la información en los agujeros negros.

To understand this paradox,

Para comprender esta paradoja,

we first need to define what we mean by "information."

es preciso definir primero qué entendemos por "información".

Typically, the information we talk about is visible to the naked eye.

En general, la información que solemos manejar

se puede apreciar a simple vista.

For example,

Por ejemplo, este tipo de información

this kind of information tells us that an apple is red, round, and shiny.

revela que esta manzana es roja, redonda y lustrosa.

But physicists are more concerned with quantum information.

Pero los físicos centran su investigación en la información cuántica,

This refers to the quantum properties of all the particles that make up that apple,

es decir, en las propiedades cuánticas de todas las partículas

que conforman esa manzana,

such as their position, velocity and spin.

como su posición, velocidad y rotación.

Every object in the universe is composed

Todos los objetos del universo

of particles with unique quantum properties.

están compuestos por partículas con características cuánticas únicas.

This idea is evoked most significantly in a vital law of physics:

Este concepto está claramente expresado en una ley fundamental de la física:

the total amount of quantum information in the Universe must be conserved.

toda la información cuántica del universo siempre se conserva.

Even if you destroy an object beyond recognition,

Si destruimos un objeto, aunque pierda su forma original,

its quantum information is never permanently deleted.

su información cuántica nunca desaparece de manera permanente.

And theoretically, knowledge of that information

Y, en teoría, el acceso a dicha información

would allow us to recreate the object from its particle components.

nos permitiría recrear el objeto a partir de las partículas que lo componen.

Conservation of information isn’t just an arbitrary rule,

La conservación de la información no es tan solo una regla arbitraria,

but a mathematical necessity, upon which much of modern science is built.

sino una necesidad matemática

sobre la cual se construye gran parte de la ciencia moderna.

But around black holes, those foundations get shaken.

Pero cuando de agujeros negros se trata, esos postulados colapsan.

When an apple enters a black hole,

Cuando una manzana entra en un agujero negro,

it seems as though it leaves the universe,

parece como que se fuera del universo,

and all its quantum information becomes irretrievably lost.

y que toda su información cuántica se perdiera sin posibilidad de rescatarse.

However, this doesn’t immediately break the laws of physics.

Pero este fenómeno no tiene por qué infringir las leyes de la física.

The information is out of sight,

La información desaparece a simple vista,

but it might still exist within the black hole’s mysterious void.

pero podría seguir existiendo dentro del misterioso vacío de un agujero negro.

Alternatively, some theories suggest

Por otro lado, algunas teorías sugieren

that information doesn’t even make it inside the black hole at all.

que esa información ni siquiera entra al agujero negro.

Seen from outside, it’s as if the apple’s quantum information

Vista del exterior, es como si la información cuántica de la manzana

is encoded on the surface layer of the black hole, called the event horizon.

estuviera codificada en la capa superficial del agujero negro,

llamada "horizonte de eventos".

As the black hole’s mass increases,

A medida que la masa del agujero negro aumenta,

the surface of the event horizon increases as well.

también lo hace el horizonte de eventos.

So it’s possible that as a black hole swallows an object,

Es posible entonces que cuando un agujero negro absorbe un objeto,

it also grows large enough to conserve the object’s quantum information.

aumenta su tamaño de tal modo

que puede conservar la información cuántica del objeto.

But whether information is conserved inside the black hole or on its surface,

De todas maneras, independientemente de dónde se conserve la información cuántica,

the laws of physics remain intact–

las leyes de la física permanecen intactas...

until you account for Hawking Radiation.

hasta que aparece la "radiación de Hawking".

Discovered by Stephen Hawking in 1974,

Descubierto por Stephen Hawking en 1974,

this phenomenon shows that black holes are gradually evaporating.

este fenómeno demuestra que los agujeros negros se están evaporando de a poco.

Over incredibly long periods of time

A lo largo de períodos de tiempo increíblemente largos,

black holes lose mass as they shed particles away from their event horizons.

los agujeros negros pierden masa

al desprender partículas de su horizonte de eventos.

Critically, it seems as though the evaporating particles

Llama la atención que, al parecer, las partículas evaporadas

are unrelated to the information the black hole encodes–

no guardan relación con la información codificada en los agujeros negros,

suggesting that a black hole and all the quantum information it contains

lo cual sugiere que un agujero negro y toda la información que contiene

could be completely erased.

podrían desaparecer por completo.

Does that quantum information truly disappear?

¿En verdad se pierde toda esa información cuántica?

If not, where does it go?

De no ser así, ¿adónde va?

While the evaporation process would take an incredibly long time,

Si bien el proceso de evaporación tardaría una enorme cantidad de tiempo,

the questions it raises for physics are far more urgent.

los interrogantes que los físicos deben resolver son, sin duda, más urgentes.

The destruction of information

La destrucción de información nos obligaría a reescribir

would force us to rewrite some of our most fundamental scientific paradigms.

algunos de nuestros paradigmas científicos más importantes.

But fortunately, in science,

Pero afortunadamente, en el campo de la ciencia,

every paradox is an opportunity for new discoveries.

cada paradoja es una oportunidad para llegar a nuevos descubrimientos.

Researchers are investigating a broad range of possible solutions

Los científicos buscan una amplia gama de posibles soluciones

to the Information Paradox.

para abordar la paradoja de la información.

Some have theorized

Algunos sostienen que, en realidad,

that information actually is encoded in the escaping radiation,

la información queda codificada en la radiación liberada

in some way we can’t yet understand.

mediante algún mecanismo que aún no hemos descifrado.

Others have suggested the paradox is just a misunderstanding

Otros científicos sugieren que la paradoja es solo una mala interpretación

of how general relativity and quantum field theory interact.

de la manera en que interactúan

la relatividad general y el campo cuántico.

Respectively,

Cada una de estas teorías describen, respectivamente,

these two theories describe the largest and smallest physical phenomena,

los fenómenos físicos más grandes y más pequeños,

and they’re notoriously difficult to combine.

y son extremadamente difíciles de combinar.

Some researchers argue that a solution to this and many other paradoxes

Algunos científicos sostienen que la explicación de esta y otras paradojas

will come naturally with a “unified theory of everything.”

surgirá naturalmente con una "teoría del todo".

But perhaps the most mind-bending theory to come from exploring this paradox

Pero la teoría más desconcertante que derivaría de esta paradoja

is the holographic principle.

sea el principio holográfico.

Expanding on the idea that the 2D surface of an event horizon

Si expandimos la idea

de que la superficie 2D de un horizonte de eventos

can store quantum information,

puede almacenar información cuántica,

this principle suggests that the very boundary of the observable universe

este principio sugiere que la frontera misma del universo observable

is also a 2D surface encoded with information

también es una superficie 2D con información codificada

about real, 3D objects.

de objetos reales en 3D.

If this is true, it’s possible that reality as we know it

Si esta hipótesis es correcta, puede ser que nuestra realidad conocida

is just a holographic projection of that information.

sea tan solo una proyección holográfica de dicha información.

If proven, any of these theories would open up new questions to explore,

De confirmarse alguna de estas teorías, surgirían nuevos interrogantes

while still preserving our current models of the universe.

en tanto seguimos adhiriendo a los modelos actuales del universo.

But it’s also possible that those models are wrong!

Pero también existe la posibilidad de que esos modelos sean erróneos.

Either way, this paradox has already helped us take another step

Como fuere, esta paradoja sin duda nos ha ayudado

a dar otro paso adelante hacia lo desconocido.

into the unknown.