Encontré mi primer holograma a principios de la década de 1990, en un viaje familiar por carretera a Montana. En una sala de juegos polvorienta, encontré un juego llamado Time Traveller, un gabinete achaparrado con una parte superior abovedada donde pequeños personajes tridimensionales realizaban un tiroteo vergonzosamente escenificado en el salvaje oeste. Podías acercarte y ver lo que parecían personas sólidas y en miniatura respondiendo a tu joystick. El juego en sí fue horrible. Pero fue anunciado como el futuro del entretenimiento, porque el gabinete insistía en que estabas mirando un holograma.
No lo estabas. Time Traveler usó un espejo curvo para simular la tridimensionalidad. Caminé alrededor del gabinete y la ilusión se vino abajo. Un holograma real, del tipo que inventó Dennis Gabor a finales de la década de 1940 y por el que finalmente ganó un Premio Nobel, hace algo más extraño: almacena una escena completamente tridimensional en una superficie plana bidimensional. Mueve la cabeza y realmente verás la parte posterior del objeto. La información sobre cada dimensión está codificada en una hoja más delgada que el papel.
Resulta que el universo podría estar jugando el mismo truco con nosotros.
Agujeros negros y hologramas
El primer indicio provino, precisamente, de los agujeros negros. Los agujeros negros son las prisiones definitivas del cosmos. Todo lo que cruza el horizonte de sucesos, el límite invisible que marca el punto sin retorno, queda encerrado para siempre, incluida la luz. En los años 1970 y durante los años 1990, los físicos que estudiaban matemáticamente estos objetos notaron algo profundamente extraño acerca de cómo crecen los agujeros negros.
Cuando tú y yo comemos un sándwich, nuestro volumen aumenta en proporción a la masa que acabamos de agregar. Longitud por ancho por profundidad, todo ello creciendo a la vez. Tres dimensiones del crecimiento. Bastante intuitivo.
Los agujeros negros no hacen eso. Cuando un agujero negro traga un poco de información, no es el volumen el que crece en proporción. Es la superficie. La piel bidimensional del horizonte de sucesos. Para usar una metáfora de la que no estoy del todo orgulloso: cuando un agujero negro come, es como si pegara la comida a su estómago con cinta adhesiva en lugar de digerirla. La información se queda en la superficie.
Ésa es la definición de holograma. Contenido tridimensional totalmente codificado en un límite bidimensional. Y conduce a una afirmación que, tomada en serio, es el tipo de cosas que arruinan tu semana: tal vez el resto del universo funcione de la misma manera. Quizás la profundidad en la que nos movemos todos los días, el espacio para movernos, la tercera dimensión en la que navegamos sin pensar, sea una proyección. Tal vez todo lo que somos en realidad se esté desarrollando en una superficie en algún lugar lejano, con la gravedad haciendo el truco que hace que parezca sólido desde el interior.
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¿Qué es el principio holográfico?
Esta idea se llama principio holográfico y es una de las ideas más serias de la física teórica, no una metáfora que la gente inventó para un artículo de revista. La difícil matemática detrás de esto recibe el inolvidable nombre AdS/CFT, anti-de Sitter/teoría de campo conforme, descubierta a finales de los años 1990, según Britannica.
Los detalles no son suficientes para un artículo de mil palabras, pero el resultado es este. Los físicos llevan décadas intentando unir la gravedad con la mecánica cuántica y no lo han conseguido. Las matemáticas son monstruosas. AdS/CFT ofrece un atajo. Tome un problema de gravedad complejo en tres dimensiones, proyéctelo sobre un límite bidimensional y el problema cambia de carácter. En la superficie, la gravedad desaparece por completo, reemplazada por un tipo más familiar de teoría cuántica de campos que los físicos realmente saben cómo manejar. Resuélvalo allí, mapee la respuesta y habrá progresado en un problema que antes parecía irremediable.
Entonces, ¿por qué importa esto? Porque la gravedad es el obstáculo. Todas las demás fuerzas de la naturaleza han sido integradas en un marco cuántico. La gravedad se niega. Cada agujero negro en el universo es un lugar donde nuestra mejor teoría de la gravedad, la relatividad general, simplemente se rinde y nos dice que la densidad en el centro es infinita, lo cual es, en términos físicos, “no tengo idea”.
El Big Bang tiene el mismo problema. El universo primitivo era una singularidad, un lugar donde nuestras ecuaciones dejaban de funcionar. Hasta que tengamos una teoría cuántica de la gravedad, los momentos más profundos de la historia cósmica estarán aislados de nosotros. El principio holográfico es una de las mejores pistas que cualquiera tiene para atravesar ese muro.
¿Vivimos realmente en un holograma?
Ahora bien, ¿significa esto que en realidad vivimos en un holograma, que nuestras vidas tridimensionales son una especie de espejismo cósmico proyectado desde una superficie distante? Algunos físicos se alegran de decirlo.
No lo soy.
La física está llena de trucos matemáticos en los que transformas un problema en una forma más amigable, lo resuelves allí y lo vuelves a transformar. Generalmente no afirmamos que la forma más amigable sea el universo real. Es una herramienta. Una muy buena herramienta, quizás una de las mejores ideas de la física teórica moderna, pero una herramienta.
También existe la pequeña vergüenza de que la versión de AdS/CFT con la que realmente podemos hacer los cálculos supone un universo vacío con curvatura espacial negativa. Nuestro universo no está vacío ni curvado negativamente. Es plano y está lleno de cosas. La correspondencia que existe en el papel aún no se ha extendido al cosmos en el que realmente vivimos. Por lo tanto, la fuerte afirmación de que usted, yo y su taza de café somos proyecciones de una hoja bidimensional está muy por delante de lo que las matemáticas nos permiten decir actualmente.
Lo que diré es esto. Cada vez que cambiamos de opinión sobre la gravedad, el mundo cambia con nosotros. Galileo y Kepler observaron las órbitas de los planetas, y siguió la revolución científica. Newton vio caer algo en el jardín de su madre y nos dio la idea moderna de una fuerza de la naturaleza. Einstein dobló el espacio y el tiempo y obtuvimos GPS y una imagen clara del cosmos.
Estamos atrasados para la próxima revisión. El principio holográfico podría serlo, o podría resultar ser la idea equivocada más interesante de nuestra generación. De cualquier manera, la superficie de cada agujero negro nos susurra algo. Deberíamos seguir escuchando.
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