El Universo no tiene por qué ser un holograma

universo holograma

El pasado 4 de enero, un grupo de científicos de Reino Unido, Canadá e Italia, publicaron un documento en el que mostraban la primera evidencia observacional que indica que nuestro Universo podría ser un inmenso holograma.

Estos físicos y astrofísicos encontraron mientras estudiaban las irregularidades de la radiación cósmica de fondo, que hay pruebas que apoyan una explicación holográfica del universo, aunque no explica estas irregularidades mejor que otras teorías, como la de la inflación cósmica.

Como no podía ser de otra manera, este estudio fue considerado por muchos como la prueba de que vivimos en una matrix holográfica, siendo nuestra realidad programada por una entidad superior (un Dios). Se me hace especialmente gracioso cuando veo hablar de Dios a un conocido comunista que tiene un videoblog de éxito en youtube, pero supongo que no se puede ser coherente las 24 horas del día.

Pero tratemos de entender un poco en qué consiste esta teoría. No os asustéis. No voy a incluir complejas fórmulas que no entendería ni yo. Solo voy a explicaros el modelo tal como lo entiendo.

Aunque este tema se ha puesto de actualidad recientemente, la idea del Universo holográfico empezó a estudiarse en la década de los años 90. Según este principio, la información contenida en un volumen de tres dimensiones + el tiempo, estaría codificado en la superficie de dos dimensiones que lo contiene.

Este principio se inspiró en la termodinámica de los agujeros negros, cuya entropía (podríamos asemejarla a la información del sistema) está limitada por el área de la superficie de su horizonte de sucesos. Si ese horizonte de sucesos es una esfera, podríamos pensar que esa entropía dependería del volumen contenido, pero no. Depende del área que lo delimita. Depende del cuadrado del radio, en vez del cubo (una dimensión menos).

¿Qué pasa cuando algo cae dentro del agujero negro? ¿Qué pasa con la entropía que aporta esa objeto? Imaginad que lo que es atraído por el agujero negro sea una nave espacial. Podríamos pensar que la nave colapsaría y desaparecería para siempre. Pero según esta conjetura del universo holográfico, los matemáticos han teorizado otra posible alternativa al colapso. A medida que la nave se introduce en el agujero negro, toda la información de sus partículas se esparce y almacena en la superficie del horizonte de sucesos. Por lo tanto, una “copia” bidimensional de esa nave quedaría codificada en una superficie holográfica que rodearía el agujero negro.

Escalando este mismo concepto al universo entero, toda la información contenida dentro de su límite exterior podría ser una proyección tridimensional de la información codificada en la superficie que lo delimita.

Es una explicación rara donde las haya, pero tiene justificación matemática, aunque este modelo no termina de explicar todos los casos.

La holografía es una alternativa a la manera como se concibe la estructura y la creación del universo. La teoría de la relatividad general de Einstein explica bien el comportamiento del Universo a gran escala, pero falla a la hora de explicarlo a nivel cuántico. Los científicos han estado trabajando durante décadas para combinar la teoría de la gravedad de Einstein y la teoría cuántica. Hay quien tiene esperanzas en que el concepto de un universo holográfico pueda conciliar ambas, aunque esta línea no es la única que se está siguiendo para conseguirlo.

Y en cualquier caso, si admitiésemos la validez de esta conjetura del Universo holográfico, no aportaría ningún cambio sobre un presunto creador o Dios. Da igual que lo que haya creado en 7 días sea el Universo, o el holograma que lo proyecta. El efecto es el mismo.

  • @ KBM:

    Quien se autodenomina inteligente, indica lo contrario; quien dice ‘creo’, pues esto: cree (en la trama que otros han urdido para formar una creencia).

    Confundes esta entrada con una encuesta. Pues estás equivocado.

  • Entonces, si vivimos en un holograma y todo es creación de nuestra mente…
    ¿me puedo pegar un revolcón con mi vecina y no va a pasar nada? :nose:

  • Tobaga dijo:

    Entonces, si vivimos en un holograma y todo es creación de nuestra mente…
    ¿me puedo pegar un revolcón con mi vecina y no va a pasar nada?

    Como cruzar la calle sin mirar el tránsito, y tantas otras cosas; “todo es ilusión”. :-D

  • Tobaga dijo:

    Entonces, si vivimos en un holograma y todo es creación de nuestra mente…
    ¿me puedo pegar un revolcón con mi vecina y no va a pasar nada?

    Hombre, ya que te vas a pegar el revolcón, al menos que pase algo :silba:

  • @ Amildao:
    Claro que si haz eso y verás lo que pasa a mi me atropello un autobús por hacer eso

  • Stripped dijo:

    Hombre, ya que te vas a pegar el revolcón, al menos que pase algo

    Algo así, no. :miedo:

  • KBM dijo:

    Soy inteligente y también creo en Dios fuente de esta gran inspiración llamada universo sin tiempo ni edad, sin límites, sin imperfección.

    [editado por admin]
    El Universo tiene edad, tiene limites. Y visto las criaturas que lo habitan, se puede afirmar que es bastante imperfecto… aunque a traves de la evolucion, quizas algun eon de estos, consiga perfeccionarse.
    Lo tuyo es fe sin base matematica, es logica sin sentido, inteligencia sin fundamento.
    PD: Abre los ojos y deja de predicar.

  • El Universo no es un holograma. Es una estructura viviente, cuyo funcionamiento y arquitectura es indescifrable e incomprensible para cualquier forma de vida basada en el carbono…
    Vuestros primarios procesadores organicos, son muy limitados. Dejad de especular.

  • Saludos.

    Venga, una explicación sencilla del asunto holográfico para los interesados:

    http://www.dummies.com/education/science/physics/string-theory-insight-from-the-holographic-principle/

    Para algo más ajustado al tema, véase el post de @Nicolás en la página 480 del off-topic (no me apaño para poner un enlace que apunte directamente al post, pero si alguien sabe cómo hacer esto, agradeceré las indicaciones):

    De lo que habla el artículo es de que, supuestamente, se han encontrado nuevos resultados que están a favor de la conjetura de Maldacena. Lo que la conjetura de Maldacena dice es que una teoría de campos en un espacio plano (de Minkowski [1]) se corresponde con una teoría de cuerdas en la frontera de un espacio anti-de Sitter (AdS_5xS_5) [2] de dimensión 5, en el límite de bajas energías (bajas energías para cuerdas, es alta energía respecto de las teorías de campos, y muy muy alta energía respecto de las energías que se manejan en lo experimentos).

    Muy a vuelo de Nazgul, lo que quiere decir esto es que si se hace un aproximación a segundo orden de la acción de un campo de gauge [3] en la teoría de cuerdas (en AdS_5xS_5), se obtiene la acción que corresponde al campo de gauge en una teoría de campos en el espacio plano de toda la vida (Yang-Mills [4]). ¿Qué tiene que ver esto con el principio holográfico? Que la conjetura implica que una teoría en un espacio de dimensión 5 en realidad puede verse como otra teoría definida en la frontera de dicho espacio. Dicho de otra manera, para saber lo que pasa en el volumen, alcanza con mirar la superficie.

    Por supuesto, siempre hay que tener en cuenta que esto es una conjetura, que tiene muy buena pinta, pero una conjetura en fin. Todavía quedan muchas cosas que la gente no entiende, y que son de importancia. Como sea, con esto creo que ya vas a saber por dónde buscar para tratar de entender de qué va la cosa.

    [2] http://en.wikipedia.org/wiki/Anti-de_Sitter_space
    [1] http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio-tiempo_de_Minkowski
    [3] http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_campo_de_gauge#Lagrangiano_de_una_teor.C3.ADa_gauge
    [4] http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_de_Yang-Mills

  • Y ya puestos, recordar también el de @Someone sobre este mismo asunto en la página 481 de este mismo off-topic:

    Someone
    13/12/13 16:13
    Bueno, voy a intentar explicar lo que es la holografía lo más para dummies que pueda (aunque tanto MaGaO como Nicolás ya me han allanado un poco el camino).

    Comencemos hablando de la idea de holografía original, la propuesta por Maldacena en el que es el artículo más citado de los últimos tiempos en física (sin exagerar, donde “los últimos tiempos” son los últimos 20-30 años). Pero para entender lo que ocurre retrocedemos a mediados de los años 70 y Hawking.

    Si es necesario, luego explico un poco lo que motiva los resultados de Hawking (sobre todo el menos conocido efecto Unruh), pero de momento vamos a lo que vamos: los agujeros negros emiten radiación con una temperatura determinada. La termodinámica nos dice que donde hay temperatura, hay entropía. Y la entropía de un agujero negro es S=(K_B c^3 A)/(4 G hbar) (donde K_B es la constante de Boltzman, c es la velocidad de la luz, A es el área del agujero negro, G es la constante de Newton y hbar es la constante reducida de Planck).

    Que la entropía depende de la superficie y no del volumen del sistema tiene bastantes implicaciones. No voy a dedicarle tiempo a ellas, solo a la más importante de ellas y que nos lleva a la idea de holografía: que la entropía dependa del volumen implica que los grados de libertad (es decir, el conjunto de los posibles movimientos que puede hacer el sistema) están distribuidos por todo el sistema, ya que la entropía cuenta el logaritmo del número de microestados (el número de posibles configuraciones microscópicas, de ahí su relación con el número de grados de libertad. Ver la definición de entropía de Boltzman para más información); sin embargo, al ser proporcional a la superficie, es como si los grados de libertad solo estuvieran en la superficie del agujero negro.

    Notar, por cierto, que el análisis de Hawking es simplemente una aproximación semiclásica al problema (es decir, medio cuántica, medio clásica; aunque pueda sonar un poco chapucero, es algo que normalmente es sencillo de hacer y nos da un resultado decente en un rango más o menos macroscópico). Sin embargo, es un resultado que queda ahí y que deja plantada la semilla de “¿y si solo nos interesa la superficie y no todo el sistema?”.

    Con esto, llegamos al año 1997 (noviembre), cuando Maldacena publica su famoso “The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity”. La idea es la siguiente: tomemos una teoría de cuerdas, en la teoría de cuerdas, aunque sea irónico, existen más cosas a parte de las cuerdas. En concreto me interesan unas cosas llamadas p-Branas; estos objetos son, como su nombre indica (nombre que viene de mem-brana, desde luego los físicos somos de todo menos ingeniosos) son objetos que ocupan p dimensiones del espacio (de la misma manera que una hoja de papel infinita ocuparía dos dimensiones de las tres a las que estamos acostumbrados). Existe un caso en particular (D3-brana en teoría de cuerdas tipo IIB, pero eso nos interesa), en la que podemos estudiar dos límites distintos (no me voy a meter en cuales). En un límite nos encontramos que se reduce a solo tener una teoría de Yang-Mills (es decir, una teoría de interacciones, como son la interacción fuerte o el electromagnetismo, solo que más complicada). En otro límite nos encontramos con una teoría de gravedad (en concreto, una teoría de supergravedad). Que obtengamos estas dos teorías como límites distintos de la misma cosa implicaría que ambas son equivalentes.

    Sé que ya os he perdido a todos (excepto a Nicolás, que entiende de esto), pero vamos a intentar explicar lo que quería decir Maldacena:
    Una teoría concreta de Yang-Mills en cuatro dimensiones y sin gravedad es equivalente a una teoría de gravedad en cinco dimensiones en un espacio concreto. Todos los cálculos que podamos hacer en la teoría gravitatoria tiene su contrapartida en cálculos que podemos hacer en la teoría de Yang-Mills (una teoría de campos).

    Maldacena es una persona bastante inteligente, pero su artículo tenía dos problemas: 1. Maldacena se explica como un libro cerrado y 2. Lo suyo es simplemente una propuesta basada en el argumento que he reproducido allí arriba, no da una demostración formal.
    El primer problema se arregló con un artículo de febrero de 1998, de Edward Witten, que desarrolla y explica algunas de las cosas que expone Maldacena. El segundo problema todavía no está solucionado, es posible comparar cantidades más o menos sencillas de calcular en ambas teorías, pero todavía no hay una demostración que diga “todo lo calculado en un lado y en otro ha de salir igual”.

    Hoy en día, la investigación en holografía va encaminada hacia dos senderos distintos: 1. Intentar demostrarla para el caso más sencillo, el de AdS_5/CFT_4 del que ha hablado Nicolás. 2. Generalizar la holografía a otras teorías, de ahí salen cosas como AdS/CMT (aplicaciones a materia condensada, de ahí el CMT) o intentos de encontrar la teoría gravitatoria dual a la interacción fuerte.

    Esto es más o menos un bosquejo de lo que es la holografía. Todavía habría mucho más que decir. Puedo entrar un poco más en la descripción de AdS/CFT; intentar aclarar todo lo que no ha quedado claro de lo que he explicado (que me imagino que no será mucho); o comentar algunas cosas de las que se están haciendo últimamente.

  • @ Doc Halliday: muy buena simplificacion !! hace poquito termine de leer dos libros de B. Green y estaba tratando de compatibilizar eso con la conjetura de Maldacena, este resumen a “vuelo de Nazgul” me ayuda a visualizar mejor el concepto.

    Una teoria para gobernarlas a todas


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