El Universo es una memoria gigante compuesta por una ingente cantidad de bits que tiene tendencia natural a aumentar. Esta es la revolucionaria dirección de investigación del físico holandés Erik Verlinde, en un informe que cuestiona los fundamentos básicos de la teoría gravitacional de Newton.
La clave del artículo de Verlinde es la siguiente: “si parece entropía, y se comporta como entropía, probablemente sea entropía”. Partiendo del trabajo de Stepehn Hawking, quien propuso que la temperatura del agujero negro es proporcional a la aceleración gravitatoria en su horizonte, Verlinde argumenta que una aceleración proporcional a una temperatura no puede ser más que un efecto de entropía.
Esa aceleración entrópica se manifiesta en un sistema que evoluciona de forma que cada vez necesita un mayor número de bits de información para describir todas sus características. ¿Es posible que la atracción gravitatoria no sea más que una consecuencia del aumento del número de bits necesarios para describir el sistema? ése es el argumento de Verlinde.
Tratemos de pensar en la creación de un agujero negro siguiendo la filosofía de Verlinde. Un agujero negro es un punto donde la materia está tan concentrada que la fuerza gravitatoria es suficientemente intensa como para atrapar incluso la luz. Es, por tanto, un punto de saturación ¿Cómo encaja esto con los bits y las pantallas holográficas?
Según Newton, una determinada cantidad de materia genera un potencial gravitatorio (al que llamaremos Φ). Verlinde identifica las superficies equipotenciales (aquellas donde Φ es constante) con pantallas holográficas, y llega a la conclusión de que la “saturación de bits” (número de bits necesarios para describir el sistema partido por número de bits disponibles en la pantalla) es -Φ / (2·c2), siendo c la velocidad de la luz. Si tomamos una pantalla holográfica y la vamos reduciendo (siempre sin salir de la superficie equipotencial), llega un momento en que la saturación de bits alcanza el valor de la unidad, y es imposible reducirlo más. Tendríamos un agujero negro.
La clave está en dar la vuelta a este razonamiento: pensemos no en que la pantalla se reduce, sino en que los sistemas físicos tienen una tendencia natural a saturarse, es decir, a ocupar con información todos los bits disponibles en la pantalla holográfica. Como c es constante, esto significa que Φ tendría que aumentar… es decir ¡el potencial gravitatorio surge de la tendencia natural (entrópica) de los sistemas a saturar con información todo el espacio disponible! (por poner un símil doméstico, la tendencia natural a llenar de información todo el espacio disponible en el disco duro, independientemente de lo grande que sea).
Desde luego, la línea de investigación abierta es revolucionaria, y la asociación de la gravedad con la información es desde luego atrevida. Pero lo más relevante es la conclusión de que la gravedad no sea más que una mera consecuencia de una tendencia natural del Universo. Sin duda, es probable que en el futuro oigamos hablar más de Verlinde y sus teorías.
Vía | The Hammock Physicist
Artículo original | On the origin of Gravity and the Laws of Newton (PDF)
![[Vídeo] Las auroras boreales, vistas desde el espacio](http://img.xatakaciencia.com/thumbnails/11347.jpg)
Comentarios
Curioso y muy interesante. Sin embargo, ¿cómo encaja esto en la gravitación según Eisntein? Según el premio nobel de física la gravitación no es otra cosa que una curvatura del espacio-tiempo, es decir, algo muy distinto a las teorías de este Verlinde.
De todos modos mi humilde cerebro no acaba de entender eso de "saturación de información" Quizás con una cuantas copas de más...
Tenía entendido que la entropía era desorden, sin embargo según se describe, esa entropía lo que hace es inundar de datos el universo para describirlo, lo que no me parece sinónimo de desorden. O hay algo que no he cazado.
Muy interesante. Teniendo en cuenta que todavía es una hipótesis y que no se ha demostrado científicamente, creo que es demasiado extraña, ya que rompería muchas leyes ya establecidas y revolucionaría toda la ciencia. Personalmente, veo más coherentes las teorías actuales, aunque quizá mi opinión se base en que no comprendo con seguridad esta teoría.
#1: "no acaba de entender eso de "saturación de información" ". Creo que esto funciona así, aunque no estoy muy seguro: Lo primero que hay que entender es que, según esta teoría, los bits tienden a sobrecargar el volumen que ocupan. Segundo, una determinada cantidad de masa produce un potencial gravitatorio constante (energía partida de masa). Ahora que estos dos puntos estarían claros, podríamos pasar al por qué de los agujeros negros: Como no podemos reducir el volumen para que la masa sea tan densa como para sobrecargarlo, debemos aumentar el potencial gravitatorio de esa masa, para que se consiga de esta forma la energía que se conseguiría con una mayor densidad.
De todas formas, vuelvo a repetir que esta es la interpretación que le he dado yo, de la cual no tengo ninguna seguridad. Como ya dije, esta hipótesis me parece extraña y no la entiendo muy bien, así que espera a que alguien dé una explicación mejor.
Gracias por el intento, Cendredo :-) Pero... sigo sin entenderlo
Ni yo, lo que si sé es que también tengo una tendencia natural a llenar el disco duro de información, no hay disco que me dure dos meses con espacio. xD
interesante
#2 El concepto de "desorden" se puede aplicar en muchos campos, y de hecho en Teoría de la Información (y recuerdo que la unidad de información es el bit) es un concepto fundamental.
Te pongo un ejemplo que creo que vas a entender. Imagínate una imagen de 100x100 píxeles, la mitad de los cuales son blancos y la mitad son negros (por analogía, podrían ser perfectamente bits de información).
Suponte que están "muy ordenados", por ejemplo, la mitad superior es totalmente negra, y la mitad inferior totalmente blanca. Puedes describirlo con muy poca información, por ejemplo: "matriz de 100 filas y 100 columnas donde las 50 primeras filas son negras y las demás blancas". Con eso has definido de una tacada el color de 10.000 píxeles. Pero claro, en realidad estás transmitiendo muy poca información real: lo que ves es un rectángulo negro sobre otro blanco, cosa que podrías haber hecho perfectamente con tan sólo dos píxeles.
Suponte ahora que están "muy desordenados" (es decir, "tienen mucha entropía"). Siguen siendo 50% negros y 50% blancos pero en posiciones aparentemente aleatorias que no siguen ningún patrón claro. Necesitas mucha información para transmitir eso, tienes que dar individualmente el color de cada pixel, y sólo en algunas ocasiones podrás "comprimir" información diciendo por ejemplo "aquí hay un grupo de 6 píxeles seguidos negros". En general, necesitas dar mucha información. Pero a la vez, puedes transmitir mucha información, por ejemplo, con 100x100 te puede servir para representar una pequeña foto en blanco y negro.
¿Entiendes mejor ahora la relación "más información = entropía"?
interesante
#2 El concepto de "desorden" se puede aplicar en muchos campos, y de hecho en Teoría de la Información (y recuerdo que la unidad de información es el bit) es un concepto fundamental.
Te pongo un ejemplo que creo que vas a entender. Imagínate una imagen de 100x100 píxeles, la mitad de los cuales son blancos y la mitad son negros (por analogía, podrían ser perfectamente bits de información).
Suponte que están "muy ordenados", por ejemplo, la mitad superior es totalmente negra, y la mitad inferior totalmente blanca. Puedes describirlo con muy poca información, por ejemplo: "matriz de 100 filas y 100 columnas donde las 50 primeras filas son negras y las demás blancas". Con eso has definido de una tacada el color de 10.000 píxeles. Pero claro, en realidad estás transmitiendo muy poca información real: lo que ves es un rectángulo negro sobre otro blanco, cosa que podrías haber hecho perfectamente con tan sólo dos píxeles.
Suponte ahora que están "muy desordenados" (es decir, "tienen mucha entropía"). Siguen siendo 50% negros y 50% blancos pero en posiciones aparentemente aleatorias que no siguen ningún patrón claro. Necesitas mucha información para transmitir eso, tienes que dar individualmente el color de cada pixel, y sólo en algunas ocasiones podrás "comprimir" información diciendo por ejemplo "aquí hay un grupo de 6 píxeles seguidos negros". En general, necesitas dar mucha información. Pero a la vez, puedes transmitir mucha información, por ejemplo, con 100x100 te puede servir para representar una pequeña foto en blanco y negro.
¿Entiendes mejor ahora la relación "más información = entropía"?
En primer lugar gracias por el tema de Astrofísica Ignacio. Debo decir que me parece una paja mental, con todos los respetos, del pobre Verlinde.
En cuestiones de agujeros negros hay algo que todavía no encaja, la singularidad. Todo lo demás es plausible pero la singularidad se sale de las leyes físicas que dominan este Universo. ¿Toda la masa de una estrella gigante concentrada en un punto geométrico, es decir, que es nulo y que a su vez genera tiempo infinito? Me da que no. Más bien es una situación que suponemos porque no podemos entender ni ver lo que hay tras un horizonte de sucesos y matemáticamente es posible. Pero desde hace poco se empieza a suponer otra situación, afortunadamente.
Hasta ahora se creía que los estados de una estrella masiva al contraerse y llegar a su fin, podían ser o una estrella de neutrones o una singularidad, o la estrella acaba en Púlsar o ya pasa directamente a convertirse en agujero negro. Pero ahora se cree que hay otros estados entre el púlsar y la singularidad, como por ejemplo una estrella de Quarks. Igualmente existiría un horizonte de sucesos que no nos dejaría ver la estrella pero, ¡ésta no sería un punto imaginario e infinito! sino una estrella tremendamente densa formada por los ladrillos de la materia, mejor dicho, un súper ladrillo :) igual que una estrella de neutrones es un súper núcleo atómico.
De ser cierto este dato, unido a la teoría de Einstein ¿dónde deja la paranoia de la entropía de bits de información? Yo creo que este señor tan simpático se ha hecho un lío con la teoría de Hawking que dice, que un agujero negro guarda toda la información de la estrella que fue, cosa que por otro lado, sí es bastante posible.
interesante
¿Entonces se puede formatear el universo?
Zenda, en ese caso, de que nos sirven los mandamientos del agujero negro (se llama singularidad al suceso de su creación? es por curiosidad, que en estos temas no estoy verde, estoy lima) si es tan ególatra de no dejar extraer información, nos llegará a ser realmente útil el poder analizarlo?
#8 Sólo una puntualización, no hay tal "paranoia" de "entropía de bits de información". La información se mide en bits, y la información tiene entropía: http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa_%28informaci%C3%B3n%29
Ignacio, Zenda esta chapada a la antigua y defiende con sus buenos principios la teoría que apoya, no creo que pretendiese despreciar el trabajo de Verlinde.
Igualmente todo no deja de ser información con lo cual esta teoría es perfectamente aplicable al cocinar huevos fritos. Que ciertamente esto lingüísticamente no deja de ser una paranoia jajaja
#12 lo sé, lo sé, sólo por aclarar que el concepto de "entropía de la información" no está sacado de la manga.
#9
Como nos pille un hacker..
Connect uni.ver.s.e:[alguien sabe el puerto?]
Tendrá firewall?
En cuanto a la anotación no me cierra.-
Sé que en realidad solo me entero de la mitad de lo que dice el amigo Verlinde, pero no me aclaro que se supone que pasa con toda esa materia, en que estado se encuentra, que procesos sub atómicos están involucrados.-
Después de todo una cosa son bits y otra muy distinta materia, y aunque pareciera tener algún sentido en la "escala universal" yo creo que fallaría al explicar ya no que pasa con los bits, sino con los átomos o protones, electrones, neutrones, quarks y vaya a saber uno lo que habrá más allá al tornarse en a ese estado.-
Ah, ya lo entiendo. El universo es como el Windows. Y los agujeros negros son como las "pantallas azules".
Ha sido culpa mía como siempre, no me explico bien. Sigo un razonamiento partiendo de una base y cuando expongo conclusiones doy por sentado que la base del razonamiento está implícita. Luego lo leo y me doy cuenta de que no he dicho nada del origen XDD
Lo que he dicho en el comentario #8 venía a cuento de esta frase: "Tratemos de pensar en la creación de un agujero negro siguiendo la filosofía de Verlinde. Un agujero negro es un punto donde la materia está tan concentrada que la fuerza gravitatoria es suficientemente intensa como para atrapar incluso la luz. Es, por tanto, un punto de saturación ¿Cómo encaja esto con los bits y las pantallas holográficas?"
Lo 1º que he pensado es que yo no creo en las singularidades, en ninguna, ni siquiera en la del BB y mucho menos en la de un AN. 2º Verlinde toma a Newton y a Hawking como referencias, pero por lo que dice el post, en ningún momento tiene en cuenta a Einstein y su definición de gravedad. y 3º ¿por qué un agujero negro? la gravedad está presente en todos los lugares donde haya materia. La única razón para se centre en los agujeros negros vuelve a ser la singularidad ¿no? Igual ahora se entiende mejor mi comentario de antes :)
Yo no creo que la gravedad sea una fuerza. Apoyo a Einstein en su teoría del espacio-tiempo, por tanto la gravedad no puede "atrapar" la luz. Es más una cuestión de velocidad de escape. La luz tiene una velocidad constante debido a que el espacio es euclídeo, miremos a dónde miremos es llano y liso, sin grumos, excepto donde hay materia. La materia "pesa" y el espacio es deformable. Así que lo hunde. Si la luz cae en ese espacio inclinado lo podrá remontar sin dificultad debido a que alcanza mucha más velocidad de escape, de la necesaria para remontarlo. Pero una súper gigante azul que ha colapsado sobre sí misma se hace tan densa que hunde el espacio hasta un punto, que la velocidad de la luz no es suficiente para remontarlo. No es que haya una fuerza tirando de ella, es que se necesitaría más velocidad de escape. Algo así como si quisieras lanzar el transbordador espacial con un tirachinas.
Si partimos de esa base y dejamos de lado la singularidad, yo no veo el punto de saturación por ningún lado. Pero bueno, he visto cosas más raras :) igual tiene razón.
#10 la singularidad se supone que es la estrella original comprimida en un punto geométrico que ocupa 0 volumen y tiende a infinito. El día que alguien lo dijo por primera vez refiriéndose al Big Bang los creacionistas empezaron a frotarse las manos. ¿Qué puede haber más divino y fantástico que un punto que contiene todo un universo y un momento en el que fue creado? :) Pues se supone que un agujero negro contiene uno en su interior. ¿De verdad te parece que las teorías recientes sobre estrellas de quarks son chapadas a la antigua y la singularidad no? XDD
Muy interesante el artículo y hablando de agujeros negros, puede resultar muy interesante que busqueis información sobre Nassim Haramein tanto en webs como unos vídeos que hay en youtube, un físico suizo que describe la forma del universo, agujeros negros supermasivos, etc bajo la teoría de que todo lo que existe es fractal. Sin desperdicio.
LA VERDAD ES QUE ESTOY ENCANTADO CON EL SITIO, LLEVO ALREDEDOR DE UNA SEMANA CONOCIENDO EL SITIO Y LO VISITO A DIARIO... LAS NOTICIAS (COMO ESTA PUBLICACION) SON REALMENTE ASOMBROSAS. DESDE MEXICO UNA FELICITACION Y SÓLO LES TENGO UNA UNICA SUGERENCIA: REFERENCIAR (MLA, APA U NO IMPORTA EL FORMATO)LAS FUENTES QUE USARON DE FORMA QUE TENGA AUN MÁS CONFIABILIDAD (NO ES QUE NO CONFIE EN USTEDES, PERO HAY QUE TENER EN QUE RESPALDARSE Y ASÍ HACER MAS CONFIABLE LA INFORMACION) GRACIAS Y SUERTE
#18 al final del artículo puedes encontrar el enlace al sitio original de donde extrajimos la noticia, así como un enlace al artículo original en inglés del prof. Verlinde. En artículos en los que no se indica ninguna referencia, procede tanto de fuentes de dominio público (p. ej. wikipedia) como de nuestros propios conocimientos. Lo mismo pasa con las imágenes, si no se indica ninguna referencia es porque son de dominio público o elaboración propia, si no es así mencionamos el origen. Un saludo.
Lo único que me queda claro es la explicación de Zenda de por qué la luz no sale de esa invaginación infinita provocada por el "peso" de la supergigante azul colapsada; eso está claro.
El simil del holograma ya lo ha utilizado Pribram y otros para explicar el mecanismo por el que el cerebro interpreta los estímulos (las ideas, recuerdos y pensamientos no están almacenados en las neuronas sino que proceden de la superposición de impulsos que cruzan el cerebro y forman una imagen holográfica, al igual que los estímulos recibidos por todos los sentidos nos hacen conscientes de la realidad que nos rodea) y la conciencia global-holograma (en cada uno de nuestros cerebros están todos los cerebros porque en cada átomo de cada neurona está contenido todo el universo y cosas así) o sea, que nada existe sino lo que imaginamos, o que nos faltan perspectivas para completar el holograma completo (hay un ejemplo de dos cámaras enfocando dos ángulos distintos de un pez en un acuario para explicar el comportamiento de las partículas cuanticas gemelas, no serían dos partículas separadas casi infinitamente sino dos aspectos de la misma cosa pero no lo pillamos) o que precisamente estamos al borde de percibir la sensación de unidad cosmica de los místicos -lo de KungFu-Carradine de "ser uno con la alimaña que nos amenaza..."- Con eso hay mucha gente por la red explicando la comunicación parapsicológica entre mentes, las visiones alucinogenizadas, la videncia, el mover objetos con la mente y otros superpoderes de Pokemons y todas esas cosas de las que muchas persona viven, así que me mosquea bastante y me parece que en el fondo tiene relación con el otro post de Genciencia sobre imposturas intelectuales y ciencia mal comprendida.
He encontrado en Wikipedia que otro físico, David Bohm (1917-1992), antes que Verlinde, trató de relacionar la física cuantica con una visión holográfica; no sé si Verlinde seguirá sus pasos o le ha venido la inspiración de súbito, pero me parece que aún no lo tiene muy claro. Creo que a Verlinde le gustan los hologramas y ha "intuído" que podrían quizás sacar del atoyadero de la física cuantíca y la gravedad, y quizás la intuición sea buena, pero parece que no tiene muy claro cómo, y de ahí que ni dios lo entienda. A lo mejor a otro -o al mismo dentro de un rato- se le ocurre la forma de casarlo todo y se produce una revolución físico-mística, sería muy bonito y más que llegásemos a comprenderlo, pero lo de la sobresaturación parece que de momento no cuela (aquí me confieso también seguidor de Zenda).
Por cierto, un enlace a un artículo sobre las nuevas estrellas de quarks :)
http://www.cienciakanija.com/2010/01/18/los-calculos-apuntan-a-estrellas-de-quarks-masivas/
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