No, el universo no es un holograma

Otra vez volvemos a encontrarnos con la (ya) vieja idea de que el universo es un enorme, vasto y complejísimo holograma. Esta vez, según he podido leer, ha sido por la "primera evidencia observacional de que nuestro Universo es un holograma".

Pero no. Ni el universo es un holograma, ni el último estudio es la primera evidencia de ello. En realidad, y aunque parezca increíble, se trata de una enorme confusión que llevamos arrastrando desde hace años. Es decir, tranquilidad, que el universo sigue siendo el que era.

Hologramas y universos y viceversa

Empezaré reconociendo que no sé qué puede significar esto de que el Universo es un holograma. No en un sentido preciso. La idea suena a que la realidad es una enorme película de cine y que, por alguna extraña razón, lo que percibimos no es más que una sesión cinematográfica en tres dimensiones. La metáfora no es precisa, pero creo que refleja bien lo que nos viene a la mente.

Al fin y al cabo, la holografía es una técnica óptica que usa un fenómeno físico muy común (la interferencia entre ondas) para condesar información tridimensional (la luz de una habitación) en un soporte de dos dimensiones (una película grabadora).

Es decir, se trata de una técnica que nos permite crear sistemas bidimensionales que sean análogos a otro de tres dimensiones. Esto no deja de ser una curiosidad técnica que sí, tiene muchas aplicaciones tanto prácticas como teóricas; pero que no tiene relación directa con el estudio del universo.

Los agujeros negros viven en dos dimensiones

O eso parecía. Hasta que, estudiando la termodinámica de los agujeros negros, Bekenstein y Hawking descubrieron en los 70 que, en estos objetos astronómicos, la entropía dependía del área de superficie del horizonte de sucesos. Algo que no era normal. Vamos, que es toda una paradoja.

La entropía es el grado de organización de un sistema. Por las leyes de la termodinámica, la entropía ("el desorden") siempre crece y cuanto más grande es el sistema (cuanto es más grande es el volumen) la entropía máxima es mayor. Eso nos lo dicen los resultados experimentales y también el sentido común. Como demuestra cualquier dormitorio universitario: cuanto más espacio, más desorden.

Pero, como digo, el sentido común es el menos común de los sentidos también en los agujeros negros. Allí la entropía no depende del volumen, sino del área. Tras darle muchas vueltas se encontraron bastantes explicaciones, pero la resolución más famosa a esta paradoja es el principio holográfico.

El principio holográfico

Fue propuesto en 1993 por Gerard 't Hooft y, posteriormente, refinada a la luz de la teoría de cuerdas por Leonard Susskind en el 95. En esencia, el principio holográfico postula que, como en un holograma, para todo sistema de n dimensiones existe un sistema n-1 dimensiones que guarda una analogía perfecta con él.

Es decir, que, para cada sistema físico, siempre hay dos teorías que lo describen con leyes y objetos distintos, pero que son fácilmente 'traducibles' entre sí. Sería lo más parecido a poder construir un mapa perfecto de un espacio geográfico determinado.

A la posibilidad de cambiar entre esas dos teorías la llamamos dualidad y es una herramienta increíble para la física. Hay problemas que se resuelven de forma más sencilla en la teoría de dos dimensiones y problemas que se resuelven de forma más sencilla en la de tres. Esta dualidad permite trabajar siempre en el nivel que más nos interesa.

Aquí está la confusión

Todo esto no quiere decir que el Universo sea un holograma, de ninguna manera. Solamente quiere decir que, a nivel estrictamente teórico, podemos conceptualizar el universo, que es tridimensional, como un sistema de dos dimensiones si nos interesa.

O ni eso porque, aunque hay buenas razones para creer en él, el principio holográfico se nos sigue resistiendo y aún no está demostrado. El trabajo del que estamos hablando ahora no es más que un avance para demostrar que efectivamente el principio es válido a nivel cosmológico y no es poco.