¿Qué le pasa a una partícula entrelazada con otra si una de ellas cae en un agujero negro?
¿Qué sucede con una partícula entrelazada cuánticamente si su compañera cae en un agujero negro? Esta cuestión nos lleva al planteamiento de una de las mayores incógnitas de la física moderna, pues toca los límites de nuestra comprensión actual de la naturaleza.
Entrelazamiento cuántico
Primero, entendamos el concepto de entrelazamiento cuántico. En el mundo subatómico, las partículas pueden estar entrelazadas, lo que significa que sus propiedades están interconectadas de tal manera que el estado de una afecta instantáneamente al estado de la otra, sin importar la distancia entre ellas. Este fenómeno, que Albert Einstein describió como «acción fantasmal a distancia», desafía nuestra intuición clásica.
Imagina que tenemos dos partículas entrelazadas llamadas A y B. Si medimos una propiedad de A, como su espín (una característica cuántica), instantáneamente conoceremos el espín de B, aunque B esté en la otra punta del universo. Este es el poder del entrelazamiento: una conexión instantánea y misteriosa entre partículas.
El dilema del agujero negro
Ahora, ¿qué sucede si una de estas partículas, digamos A, cae en un agujero negro? Para responder a esto, necesitamos explorar las teorías fundamentales de la física que gobiernan estas situaciones.
La relatividad general, la teoría de Albert Einstein sobre la gravitación, describe cómo las grandes masas, como los agujeros negros, deforman el espacio-tiempo. Un agujero negro es una región del espacio donde la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción.
Cuando algo cae en un agujero negro, cruzando su horizonte de eventos (el punto de no retorno), la información sobre su estado parece perderse para siempre. Esto plantea un problema para la física cuántica, que dicta que la información no puede ser destruida. Este conflicto es conocido como la paradoja de la información del agujero negro.
Por otro lado, la mecánica cuántica rige el comportamiento de las partículas subatómicas y establece que las propiedades cuánticas de las partículas entrelazadas están correlacionadas de manera precisa. Si A y B están entrelazados, cualquier cambio en A debería reflejarse en B instantáneamente.
Sin embargo, la teoría cuántica y la relatividad general no se han unificado en un marco teórico coherente. Esto significa que no tenemos una teoría que describa exactamente lo que sucede cuando una partícula cuántica, como A, entra en un agujero negro.
La paradoja
Cuando A cae en el agujero negro, cualquier información sobre ella parece desaparecer detrás del horizonte de eventos. Según la relatividad general, no podríamos recuperar esa información, ya que está atrapada en una región inaccesible del espacio-tiempo.
Sin embargo, para que B mantenga su estado correlacionado con A, se necesita algún tipo de canal de comunicación que permita verificar el entrelazamiento. Este canal normalmente opera en un espacio-tiempo clásico donde las reglas de la física cuántica y la relatividad general pueden coexistir sin problemas.
En un agujero negro, este canal de comunicación se rompe porque la información no puede escapar del horizonte de eventos. Por lo tanto, aunque B sigue existiendo fuera del agujero negro, ya no tenemos una forma de comprobar que sigue entrelazado con A. En otras palabras, desde nuestra perspectiva, el entrelazamiento parece perderse.
Este problema nos muestra los límites actuales de nuestra comprensión de la física. La paradoja de la información del agujero negro y el misterio del entrelazamiento cuántico en estos contextos subrayan la necesidad de una teoría unificada que combine la mecánica cuántica y la relatividad general.
Las investigaciones actuales, como la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles, buscan reconciliar estos dos pilares de la física, pero hasta ahora, no han proporcionado respuestas definitivas.
