Sobre el Principio Holográfico

¿Universo Holográfico?

El dia que leí esta hipótesis de Gerard ´t Hofft (un gran físico y premio Nobel), dejo atónita mi mente, ya que, nos venia a decir que el Universo entero era un holograma o, por lo menos, que debe ser tratado como tal.

Todos sabéis lo que es un holograma. Son representaciones tridimensionales de objetos, grabadas con una técnica especial. Una grabación holográfica consiste en una figura de interferencias creada por dos haces de luz. (Normalmente, se utiliza para esto láseres monocromáticos y espejos semi-transparentes). Parte de la luz pasa a través del espejo y otra parte es reflejada y rebotada hacia el objeto que se quiere grabar. Se expone una placa fotográfica a la figura de interferencia creada por los haces de la luz. La figura no tiene significado en si, se trata simplemente de un revoltijo de líneas. Sin embargo, contiene información de los contornos del objeto. Estos contornos pueden recrearse iluminando la placa con luz láser. La figura gravada en la placa fotográfica reproduce la figura de interferencia de los haces de luz, de manera que aparece un efecto visual que es idéntico a la imagen 3-D del objeto. Esta imagen parece flotar por encima y más allá de la placa fotográfica y se desplaza según el ángulo de visión  con que uno lo observe.

La idea detrás de la hipótesis del Universo Holográfico es que todo la información que constituye el Universo esta almacenada en su periferia, que es una superficie de dos dimensiones. Esta información bidimensional reaparece dentro del Universo en tres dimensiones. Vemos el Universo en tres dimensiones incluso aunque lo que hace que sea así es una figura de dos dimensiones. ¿Por qué esta idea tan extravagante ha sido objeto de tantos análisis e investigación?

El problema que el concepto de Universo Holográfico intenta resolver proviene de la Termodinámica. De acuerdo con su sólida establecida segunda ley, el desorden nunca puede disminuir en un sistema cerrado. Esto significa que el desorden no puede disminuir en el universo como un todo ya que cuándo tomamos el cosmos como un todo es sistema cerrado: no hay nada “fuera” y, por tanto, nada a lo que se pueda abrir. Si el desorden no puede disminuir, el orden, que puede representarse como información, no puede aumentar… De acuerdo a la teoría Cuantica, la información que crea o mantiene el orden debe ser constante no puede aumentar, sino que tampoco puede disminuir o desaparecer.

Pero ¿Qué le pasa a la información cuando la materia se colapsa dentro de un agujero negro? Parecería que los Agujeros Negros acabarían con la información contenida en la materia. En respuesta a este enigma Stephen Hawking y Jacob Bekenstein, anunciaron que el desorden en un agujero negro es proporcional a su área superficial. Dentro del agujero negro hay mucho mas espacio para el orden de información que en su superficie. En un centímetro cubico, por ejemplo, hay espacio para 10⁹⁹ volúmenes de Planck, pero solo hay espacio para 10⁶⁶ bits de información en su superficie (un volumen de Planck es un espacio rodeado de lados que miden 10^-35 metros, algo inconcebiblemente pequeño).Es decir, que cuando la materia implosiona en un agujero negro, una enorme cantidad de información dentro del agujero negro parece que se pierde. Hawking estaba listo para afirmar que esto era así, pero esto iría en contra de la afirmación de la teoría cuantica de que la información del Universo nunca se pierde.

La solución a este dilema apareció en 1993, cuando trabajando independientemente, Leonard Susskind, de la Universidad de Stanford y Gerard ´´t Hofft, de la Universidad de Ultrecht, defendieron la idea de que la información dentro de un agujero negro no se perdería si estuviera almacenada holográfica mente en su superficie.

Las matemáticas relacionadas con los hologramas encontraron una solución estupenda en 1998, cuando Juan Maldacena, intento considerar una teoría de cuerdas, bajo condiciones de Gravedad Cuantica. Maldacena descubrió que era mas sencillo tratar con cuerdas en espacios de cinco dimensiones que en los de cuatro dimensiones (Nosotros percibimos el espacio en tres dimensiones, dos para determinar el plano y una tercera hacia arriba o hacia abajo. Una cuarta dimensión estaría en una dirección perpendicular a estas, pero esta dimensión no puede percibirse. Los matemáticos pueden añadir cualquier número de dimensiones, aunque estas no existan, utilizando el Tensor métrico de Riemann).

La solución parecía evidente: supongamos que el espacio de cinco dimensiones dentro del agujero negro es realmente un holograma de una figura de cuatro dimensiones en su superficie. Entonces ya podemos hacer cálculos en el espacio más manejable de cinco dimensiones mientras consideramos un espacio de cuatro dimensiones.

¿Funcionaria una reducción de dimensiones para el Universo como un todo? Los teóricos de las cuerdas están luchando con muchas dimensiones extra, habiendo descubierto que el espacio tridimensional no es suficiente para su búsqueda de una ecuación que relacione las vibraciones de las distintas cuerdas del Universo. Ni siquiera valdría el continuo espacio-tiempo tetradimensional.

Al principio,  las TOE necesitaban hasta 26 dimensiones para relacionar todas las vibraciones en una armonía cósmica consistente. Hoy dia, los científicos han descubierto que serian suficiente diez u once dimensiones, siempre que las vibraciones tuvieran lugar en un “hiperespacio” de más dimensiones.

El Principio Holográfico, como ha pasado a ser conocida la hipótesis del Universo holográfico, ayudaría: se podría suponer que el universo completo es un holograma de muchas dimensiones, que conserva un número menor de dimensiones en su periferia.

Puede que el Principio Holográfico haga los cálculos de la teoría de cuerdas mas sencillo, pero hace suposiciones acerca del mundo realmente fabulosas (Deberíamos añadir que Gerard ´t Hofft, uno de los creadores de este principio, cambió de opinión sobre su contundencia. Más que un “principio”, dijo, en este contexto, la holografía es realmente un “problema”. Quizás especulaba, la Gravedad cuántica pueda derivarse de un principio más profundo que no obedezca a ma Mecánica cuantica).

Lo que siempre digo: Cuando sale una nueva teoría y nos parece buena, hay que insistir en tratar de encontrar los fallos que esta pueda tener y, si después de mil ensayos y experimentos, realizados en distintos lugares y por distintos científicos, no se encuentran estos y todos los resultados coinciden, entonces, y, solo entonces, habrá que considerarla como Teoría a tener en cuenta.

¡Ya veremos que pasa con esta! Aunque no será fácil ontener su verificación.

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