El científico argentino Juan Maldacena: “Me gustaría entender conceptualmente qué es lo que ocurre en el interior de un agujero negro”

El 27 de noviembre de 1997 Juan Martín Maldacena apretó send. Tenía 29 años, vivía en Estados Unidos y estaba sentado en su escritorio de la Universidad de Harvard. Había enviado un artículo al portal de acceso abierto ArXiv.org en el que relacionaba, de manera matemática, teorías físicas que parecían irreconciliables, las teorías de la gravedad y de la física de partículas. No imaginó las repercusiones.

La conjetura Maldacena, tal como fue bautizada, “dice que una teoría de la gravedad en cierto espacio, que son espacios con curvaturas negativas, es igual a una teoría que vive en las fronteras, en una región muy lejos de ese espacio, pero que es una teoría puramente de partículas”, explica Maldacena en la charla organizada en el marco del ciclo de conferencias de Ciencia, Tecnología e Innovación del Instituto de Industria de la Universidad Nacional de General Sarmiento. Y continúa: “La relación tiene la particularidad de que problemas sencillos de un lado se transforman en cosas complicadas del otro. Entonces, si uno asume que existe esa igualdad, uno puede resolver de forma sencilla ciertos problemas complicados”.

Juan Martín Maldacena nació en Caballito en 1968. Carmen, su madre, es traductora de inglés y Luis, su padre, ingeniero. Cursó el secundario en el Liceo Militar de San Martín y luego, en 1986, comenzó a estudiar física en la Universidad de Buenos Aires. “Había escuchado hablar de partículas elementales y de física en general. Estaba dudando en estudiar física o ingeniería y decidí estudiar física para ver de qué se trataba”, dice ante un público atento, en el que también se encuentran sus padres. 

Dos años más tarde ingresó al Instituto Balseiro, en Bariloche, donde se acercó a los agujeros negros y a la teoría de cuerdas. Se recibió en 1991 con la  tesis “Teoría de cuerdas en espacios curvos”, dirigida por el físico Gerardo Aldazabal. Esta tesis le abrió las puertas para realizar su doctorado en la Universidad de Princeton bajo la dirección del físico Curtis Callan. Luego hizo su posdoctorado en la Universidad Rutgers y en 1996 se convirtió en el profesor vitalicio más joven de la historia de Harvard. Desde 2001, hace ya 20 años, trabaja en el Instituto de Estudios Avanzados (IAS, según sus siglas en inglés), de Princeton, el mismo en el que trabajó Albert Einstein. Maldacena vive a pocas cuadras del Instituto junto a su mujer, sus dos hijas y su hijo.

La Maldacena

“La teoría M está terminada. Juan tiene gran reputación. El agujero negro que hemos dominado Q.C.D. podemos calcular. ¡Ehhhh! ¡Maldacena!”, le cantaron emocionados a mediados de 1998 los físicos asistentes a la conferencia internacional de teorías de cuerdas Strings realizada en California, Estados Unidos. “Los físicos estaban tan entusiasmados con un artículo reciente del Dr. Juan Maldacena, un teórico de Harvard, que bailaron en celebración”, publicó en ese momento el New York Times. Y bailaron al ritmo de la canción “La Macarena”, cuya letra fue adaptada para la ocasión.

“Es una conjetura con más y más evidencia, probarla totalmente por ahora es imposible porque hay uno de los lados de la teoría que no está definido matemáticamente, la teoría de la gravedad. Pero se han verificado ciertos aspectos importantes de esta relación, es una relación matemática de dos tipos de teorías, uno puede hacer una cuenta empezando por una teoría o por la otra y ver si dan los mismo”, explica Maldacena a 24 años de la publicación del artículo “El límite de gran N de las teorías de campos superconformes y de la supergravedad”, conocido como conjetura o dualidad Maldacena, que ya ha superado las 17 mil citaciones y es uno de los trabajos más citados en el campo de estudio.

“Esta teoría fue y sigue siendo útil para entender algunos problemas conceptuales de la gravedad, por ejemplo, los agujeros negros y también es útil para analizar ciertos problemas que aparecen en teorías de partículas”, dice el físico argentino.

Pizarrón, discusiones, correo electrónico, cálculos, fórmulas son las herramientas con las que Maldacena trabaja a diario. Hoy estudia modelos simplificados dedicados a la materia condensada: “Hay un tipo de modelos que fue sugerido por investigadores que se dedican a la materia condensada que son relativamente sencillos, quizá los grados de libertad cuánticos más sencillos que se podrían imaginar, que son  los fermiones de Majorana. Si estos interactúan en forma medio al azar entre sí, genera algo parecido a una teoría de gravedad. No es exactamente una teoría de gravedad pero tiene muchos aspectos similares”. “La razón principal para estudiar la gravedad cuántica, la teoría de cuerdas, es entender el principio del Big Bang, pero ese problema todavía estamos bastante lejos de entenderlo, entonces hemos tratado de entender otros problemas, por ejemplo el de las propiedades dentro de los agujeros negros. Ese parece ser un problema más sencillo, un problema donde ha habido un poco más de progreso”, cuenta Maldacena desde el IAS y agrega que la idea es entender completamente la singularidad de los agujeros negros: “Como dentro del agujero negro hay como un universo en contracción, quizá uno pueda también entender lo opuesto, que es el universo en expansión. Pero ese es el programa a largo plazo”.

“Estamos en una época donde hay muchos resultados experimentales sobre agujeros negros”, destaca Maldacena durante la charla y hace mención de tres observaciones de los últimos años, la detección en la Tierra de ondas gravitacionales producidas por el choque de dos agujeros negros, la imagen de un agujero negro supermasivo capturada en 2019 por el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos y la evidencia encontrada sobre el agujero negro en el centro de la Vía Láctea.

Durante su carrera, Maldacena recibió numerosos premios y reconocimientos, entre ellos la Medalla Galieo Galilei en 2019, la Medalla Lorentz en 2018, el Premio Yuri Milner a la Física Fundamental en 2012 -del que donó parte al Instituto Balseiro para la creación de un programa de profesores invitados-,  la Medalla Einstein también en 2012 y la Medalla Dirac en 2008. El físico argentino también es miembro de la Academia Mundial de Ciencias (TWAS, sus siglas en inglés), la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos y La Sociedad Estadounidense de Física, entre otras asociaciones científicas.

- Todavía quedan muchas preguntas por responder sobre el comienzo del universo, sobre los agujeros negros, teorías que verificar, ¿cuál es la pregunta que a vos te gustaría particularmente responder?

- Una que me gustaría entender es qué pasa en la singularidad de un agujero negro, en esa región interior donde la curvatura se hace infinita de acuerdo a la gravedad clásica, cómo se describe eso en la teoría completa. Me gustaría entender conceptualmente qué es lo que ocurre ahí: en el interior de un agujero negro.

- ¿Ya tenés una idea?

- No, todavía no, es un misterio.

MB