¿Puede un agujero negro estar relacionado con la teoría de cuerdas? ¿Cómo?

Answer 1

Sí, hay una conexión muy fundamental.

Las cadenas en la teoría de cuerdas tienen una variedad de excitaciones, por lo que hay tantos estados de cadenas. Por lo tanto, una cuerda tiene entropía, que resulta ser proporcional a su masa. Esto está bastante en contraste con la entropía del agujero negro. Sin embargo, un argumento sugiere que al reducir la constante de acoplamiento de la cadena [math] g [/ math] lo suficientemente lento (adiabáticamente, para ser más específico), es posible reducir el tamaño de un agujero negro y reducir su masa (manteniendo su entropía constante) hasta que eventualmente llega a tener el tamaño de la escala de longitud de la cuerda cuando el agujero negro no debe ser distinguible de una cuerda. En el valor correspondiente de [math] g [/ math], la entropía de cadena y el agujero negro son bastante similares. Esto se ha interpretado en el sentido de que existe una correspondencia uno a uno entre los estados de agujero negro y cadena, donde ambas entidades tienen la misma entropía. Esta imagen se ha confirmado en el contexto de los agujeros negros “extremos” de cinco dimensiones. Por lo tanto, la entropía del agujero negro se puede entender en términos de entropía de cuerdas. Así que la entropía del agujero negro cuenta el número de estados o excitaciones de una cadena fundamental.

Hay otra conexión con la correspondencia AdS / CFT, que es básicamente un mapeo entre los grados de libertad gravitacionales de un determinado espacio-tiempo y los grados de libertad de la materia (o campo) que residen en su límite. En particular, ciertas teorías de cuerdas en el espacio-tiempo Anti-deSitter (AdS) en cinco dimensiones se asignan así a teorías de campos conformes en el límite de cuatro dimensiones del espacio-tiempo correspondiente, que tiene cierta semejanza con el espacio-tiempo de Minkowski. Asi que,
La entropía del agujero negro es equivalente a la entropía térmica de la radiación que reside en el límite del espacio-tiempo que contiene el agujero negro. O dicho de otro modo, la entropía de un agujero negro que reside en el espacio-tiempo Anti-deSitter a granel es igual a la de la radiación térmica de los campos que residen en su límite.

Referencias:
1. Bowick, Smolin y Wijewardhana (1987)
2. Zwiebach, 2004
3. Susskind, 1993
4. Strominger y Vafa, 1996
5. Maldacena et al. 1997
6. Witten (1998)