El Universo: Un Holograma??

El GEO600 es el detector de ondas gravitacionales más importante del mundo, y se encuentra en Alemania, aunque su nacionalidad es en realidad germano-británica. Este aparato sirve para reconocer las ondulaciones en el espacio-tiempo que generen objetos astronómicos de gran densidad, tales como agujeros negros o estrellas de neutrones.

Durante varios meses, los miembros del equipo del experimento GEO600 se estuvieron rascando las cabezas para resolver un misterio. Un inexplicable ruido plagaba su gigantesco detector. Ahora, Craig Hogan, un físico de Fermilab, dice que GEO600 tropezó con el límite fundamental del espacio-tiempo, el punto en que deja de ser un "continuum" descrito por Einstein y se disuelve en "granos". Algo similar a lo que ocurre con las imágenes cuando las ampliamos y comenzamos a notar que dejan de aparentar continuidad de colores y líneas para ser puntos, píxeles.

Pero eso no es todo. "Si el resultado de GEO600 es lo que sospecho que es, luego, todos vivimos en un gigantesco holograma cósmico", espetó Hogan.

La idea de que vivimos en un holograma suena absurda, a priori, pero las alegorías y comparaciones pueden ser fructíferas. Los hologramas que encontramos en las tarjetas de crédito y otros documentos están grabados en films plásticos de dos dimensiones. Cuando la luz es reflejada, recrea la apariencia de una imagen 3D. En los años 1990,Leonard Susskind y el ganador del premio Nobel Gerard 't Hooft sugirieron que el mismo principio podría aplicarse al universo como un todo. Nuestra experiencia cotidiana podría ser una proyección holográfica de procesos físicos que tengan lugar en una distante superficie 2D.

El "principio holográfico" desafía nuestros sentidos. La notable idea fue motivada por el trabajo sobre agujeros negros de Jacob Bekenstein y Stephen Hawking. En los años 1970, Hawking mostró que los agujeros negros no son enteramente "negros", sino que pueden emitir radiación, lo que causaría su evaporación luego de eones. Esta afirmación, sin embargo, parece contraria, a priori, al principio de conservación de la información. La radiación Hawking no transmitiría ninguna información acerca del interior del agujero. Al evaporarse éste, desaparecería la información contenida en él. Esto se conoce como la paradoja de la pérdida de información en los agujeros negros.

El trabajo de Bekenstein produjo importantes pistas para resolver la paradoja. Descubrió que la entropía de un agujero negro -relacionada con el contenido de información- es proporcional al área de superficie de su horizonte de sucesos, el punto de no retorno. Los teóricos, desde entonces, mostraron que ondas cuánticas en el horizonte de sucesos pueden codificar la información dentro del agujero negro, por lo que no hay una misteriosa pérdida de información.

Ahora bien, la información tridimensional de una estrella precursora puede ser completamente codificada en el horizonte bidimensional del posterior agujero negro, no muy diferente a la imagen 3D de un objeto codificado en un holograma 2D. Susskind y 't Hooft extendieron el concepto a todo el universo, en la base de que el cosmos tiene un horizonte también: el límite más allá del cual la luz no tuvo tiempo de alcanzarnos en los 13.700 millones de años de vida del universo.

De acuerdo a Hogan, el principio holográfico cambia radicalmente nuestra imagen del espacio-tiempo. Los físicos teóricos han creído que los efectos cuánticos causarían que el espacio-tiempo fuera finalmente pequeñísimas unidades (como los píxeles del ejemplo anterior) pero cientos de billones de veces menores que un protón. Esta distancia es conocida como longitud de Planck, 10-35 metros. Esta distancia está más allá de cualquier experimento concebible por lo que ni se sueña con discernir esta granulosidad.

Hasta que Hogan se dio cuenta que el principio holográfico cambiaba todo. Si el espacio-tiempo es un granuloso holograma, puede pensarse al universo como una esfera cuya superficie exterior está pegada en cuadrados del tamaño de la longitud de Planck, cada uno conteniendo un bit de información. Este principio dice que la cantidad de información del exterior debe coincidir con el número de bits contenidos dentro del volumen del universo.



Dado que el volumen del universo esférico es mucho mayor que su superficie exterior, cómo puede esto ser cierto? Hogan notó que para tener el mismo número de bits en el universo que en el límite, el mundo dentro debe estar hecho de granos mayores que la longitud de Planck.

Con esto simplemente se quiere decir que la superficie del agujero negro es un reflejo de su contenido interno.

Nadie, ni el mismo Hogan, está afirmando el haber encontrado evidencia del principio holográfico del universo. Podría ser una fuente mundana de ruido. Justamente por ser tan sensibles estos instrumentos, pueden detectar muchos tipos de señales que "contaminen" los resultados.
La posibilidad de que fuesen fluctuaciones de la temperatura en el divisor, por ahora, fue descartada, ya que sólo daría cuenta de una tercera parte del ruido.

Entre las cosas prácticas que surgirían de esto, si es que todo se verifica en los próximos meses/años, es que por fin sabremos que hemos medido el intervalo de tiempo mas pequeño que puede existir en el universo, el cual es la Longitud Planck dividido por la velocidad de la luz. Además también podremos por fin descartar varias variantes de la Teoría de Cuerdas que junto con otras teorías (como Teoría Matricial) tratan de unificar la Teoría de la Relatividad con la Mecánica Cuántica, lo que nos acercaría mucho mas a nuestro objetivo de por fin crear una "Teoría Unificada de Todo" en el Universo.