1. Cómo Dennis Gabor creó imágenes 3D en una película plana con la holografía
El académico húngaro Dennis Gabor, mientras buscaba mejorar el microscopio electrónico (una herramienta para ver cosas muy pequeñas), tuvo una idea en 1947. [3] Pensó que si se pudiera registrar la «forma» de todas las ondas de luz en una película, sería posible reproducir esa luz después para crear una imagen que se vea en tres dimensiones. [3] Esta es la idea del «holograma», término que proviene del griego y significa «toda la información». [3]
Sin embargo, la creación real de hologramas esperó hasta que se inventó el láser en 1960, una herramienta que emite luz recta y ordenada. [3] [8] Dos años después, en 1962, se crearon los primeros hologramas prácticos utilizando láseres. [3] [8] Por esta tecnología, Gabor recibió el Premio Nobel en 1971. [3]
2. Por qué el desorden de un agujero negro depende de su superficie y no de su volumen
En la década de 1970 se descubrió algo contraintuitivo sobre los agujeros negros: su «desorden» (entropía) no se determina por su tamaño (volumen), sino por la extensión de su superficie (área). [6] Esto es muy extraño para nuestra intuición habitual. [6]
Normalmente, la cantidad de cosas que caben en una caja depende del volumen de la caja. [6] Pero en el caso de un agujero negro, la cantidad de «información» que contiene también está relacionada con el área de su superficie. [6] Esta discrepancia entre volumen y área es el punto de partida para una teoría más amplia.
3. Cuánta información cabe en un espacio según Bekenstein
El académico Bekenstein utilizó los agujeros negros para plantear una pregunta: «¿Qué pasaría si intentáramos meter demasiada información en un espacio reducido?». [2] La respuesta fue que, si se llena demasiado, ese espacio colapsa y existe la posibilidad de que se convierta en un agujero negro. [2]
Esto implica que existe un límite máximo para la cantidad de información que se puede almacenar, determinado por el tamaño del espacio y la energía contenida en él. [5] Este concepto se conoce como «límite de Bekenstein». [5] Dado que en los agujeros negros la información se define por el área y no por el volumen, surgió la idea de que la información máxima en cualquier región podría estar determinada por el área de su superficie circundante. [6]
4. La idea de 't Hooft: la información de un lugar está escrita en su frontera
En 1993, el académico holandés 't Hooft se preguntó: «¿Qué pasaría si esta regla no fuera especial para los agujeros negros, sino que aplicara a cualquier lugar del universo?». [1] Si eso fuera cierto, argumentó que todo lo que sucede dentro de un volumen debería estar «escrito» en la superficie (frontera) que lo rodea. [1]
Según esta visión, la información tridimensional estaría codificada en una superficie bidimensional que la envuelve. [1] Esta analogía es similar a cómo funciona un holograma: una imagen 3D contenida en una superficie plana.
5. El principio holográfico de Susskind: ¿el mundo es un holograma?
El académico estadounidense Susskind llevó la idea de 't Hooft un paso más allá, desarrollándola dentro de la «teoría de cuerdas», que intenta explicar todo mediante objetos diminutos similares a cuerdas. [1] En 1995, Susskind publicó un artículo titulado «El mundo como un holograma». [1]
La propuesta sugiere que el mundo visible de tres dimensiones, incluyendo estrellas, planetas y nosotros mismos, podría ser en realidad una especie de imagen de la información escrita en una superficie de dos dimensiones. [1] Es decir, lo que percibimos como volumen podría ser una representación de datos almacenados en una frontera plana.
6. La propuesta matemática de Maldacena y la analogía de la sopa enlatada
El académico argentino Maldacena propuso en 1997 un ejemplo concreto en las matemáticas donde el principio holográfico parece funcionar. [7] Esta relación se explica a menudo con la analogía de una «sopa enlatada». [4]
Imagina una lata de sopa: la información sobre lo que ocurre dentro de la sopa (el volumen) podría explicarse completamente mediante la etiqueta pegada en el exterior de la lata (la superficie). [4] Se cree que esta relación extraña se cumple en un modelo específico de universo, y las investigaciones continúan para verificarlo. [4] Sin embargo, todavía no se sabe si esta regla se aplica directamente a nuestro propio universo. [4]
7. Experimentos caseros con bloques para entender área y volumen, y próximos pasos
Para entender mejor la diferencia entre área y volumen, puedes usar bloques de construcción. [6] Si duplicas el tamaño de un cubo, el área de sus caras se multiplica por 4, mientras que su volumen se multiplica por 8. [6] Puedes verificar esto contando los bloques necesarios para construir el cubo grande y comparando con el pequeño.
Si tienes tarjetas o pegatinas holográficas en casa, obsérvalas desde distintos ángulos. [8] Para profundizar, anota una palabra que te haya llamado la atención, como «puente de Einstein-Rosen», para buscar su relación con los agujeros de gusano más adelante. [1]