Gravedad holográfica: qué significa para la realidad

La gravedad parece holográfica: lo de dentro se lee en la superficie. Qué dice la física, qué está probado y qué significaría para la realidad.

Gravedad holográfica: el interior de un volumen se lee en su superficie. | Infografía: La Crónica del Henares, con datos de Quanta.

Un volumen con gravedad y su superficie sin gravedad describen la misma física, según la correspondencia AdS/CFT de 1997, con más de 22.600 citas; falta saber si vale para nuestro universo. | Infografía: La Crónica del Henares, con datos de Quanta Magazine.

La Crónica del Henares · Gravedad holográfica: qué significa para la realidad

Alcalá de Henares, 2 de octubre de 2026

Imagine una caja cerrada que nadie puede abrir. Según una de las ideas más influyentes de la física actual, basta con medir su superficie para saber todo lo que pasa dentro, sin mirar al interior. Es el principio holográfico, y la gravedad parece cumplirlo.

Las claves

El principio holográfico sostiene que la información de un volumen de espacio cabe en su superficie: una dimensión menos.
Tiene una prueba matemática sólida, la correspondencia AdS/CFT de 1997, pero solo en un tipo de universo que no es el nuestro.
Nadie sabe todavía qué implica para la realidad: si el espacio es una ilusión, una coincidencia matemática o el reflejo de una teoría más profunda aún por descubrir.

El periodista científico Charlie Wood, redactor de la revista Quanta Magazine, publicó el 25 de septiembre un ensayo con una pregunta directa: «La gravedad parece holográfica. ¿Qué significa eso para la realidad?». Su tesis es que la holografía es la propuesta más profunda de la física teórica de los últimos 30 años, y que los propios físicos todavía no se ponen de acuerdo sobre lo que significa.

Metros cuadrados igual a metros cúbicos

La afirmación choca con el sentido común. Si la holografía es cierta, la cantidad de «cosas» que caben en una caja equivale a la cantidad de pintura que cubre sus paredes. Es como si los metros cuadrados y los metros cúbicos fueran la misma unidad.

Bartek Czech, físico teórico de la Universidad Tsinghua de Pekín (capital de China), lo compara con un escáner TAC del cerebro. El aparato reconstruye el órgano a partir de cientos o miles de cortes. La holografía implica que se podría reconstruir cada pliegue, cada vaso y cada neurona fotografiando solo la superficie del cerebro.

El nombre viene de los hologramas de las tarjetas de crédito, que parecen tener profundidad aunque sean planos. Con una diferencia que Wood subraya: en la holografía de la física, el pájaro del holograma es exactamente igual que un pájaro de verdad.

Por qué solo la gravedad

La clave está en una propiedad que distingue a la gravedad del resto de fuerzas. Con cargas eléctricas, mirar desde fuera no basta: una carga positiva y otra negativa se anulan, y desde la superficie no se distingue una caja vacía de una caja llena de cargas que se compensan.

Con la gravedad, el papel de la carga lo juega la masa, que siempre es positiva. No existe la masa negativa, de modo que la deformación del espacio-tiempo en la superficie delata la única distribución de materia posible en el interior. «Intuitivamente, por eso la holografía es plausible», explica a Quanta Laurent Freidel, investigador en gravedad cuántica del Perimeter Institute for Theoretical Physics de Waterloo (Canadá).

La pista de los agujeros negros

Las primeras señales llegaron en los años setenta. Jacob Bekenstein y Stephen Hawking calcularon la entropía de los agujeros negros, una magnitud que mide cuánta información puede contener un objeto. Lo esperable era que creciera con el volumen. Pero, al añadir partículas a un agujero negro, la entropía crecía al mismo ritmo que el área de su superficie.

En los noventa, Gerard ’t Hooft, premio Nobel de Física en 1999, y Leonard Susskind, profesor de Física de la Universidad de Stanford, dieron el paso: el agujero negro sería literalmente un holograma, y todo lo que ocurre dentro podría leerse desde fuera. «Me pareció un poco loco, pero era la menos loca de todas las posibilidades», recuerda Susskind en el ensayo.

El argumento se extiende a cualquier rincón del universo, porque cualquier región del espacio puede convertirse en un agujero negro si se le añade suficiente masa. Si el agujero negro es holográfico, razona Susskind, también lo sería la habitación en la que está sentado el lector. «Es completamente general».

No todos lo aceptan. Latham Boyle, físico del Centro Higgs de Física Teórica de la Universidad de Edimburgo (capital de Escocia), cree que al trazar una superficie aparecen dos entropías distintas: una que depende del volumen y otra, llamada de entrelazamiento, que depende del área porque mide las conexiones cuánticas entre las partículas de dentro y las de fuera. Para Boyle son dos cosas diferentes, y esa lectura le parece «menos mística y más terrenal».

La prueba: un universo dentro de una bola de nieve

El respaldo más firme llegó en noviembre de 1997. El físico argentino Juan Maldacena, entonces en la Universidad de Harvard, propuso la correspondencia AdS/CFT, completada en 1998 por Steven Gubser, Igor Klebanov y Alexander Polyakov, por un lado, y por Edward Witten, por otro. Su artículo acumula hoy más de 22.600 citas en la base de datos INSPIRE, la referencia de la física de altas energías.

AdS/CFT describe un universo ficticio, el espacio anti-de Sitter (AdS), curvado de tal forma que su extensión infinita cabe dentro de algo parecido a una bola de nieve de cristal; los grabados de M. C. Escher con ángeles, demonios o peces que se encogen hacia el borde de un círculo dan una idea. Dentro de la bola hay materia y gravedad. En su superficie rige otra física: una teoría cuántica sin gravedad, llamada teoría de campos conforme (CFT).

Lo asombroso es que las dos descripciones son matemáticamente equivalentes. Todo lo que ocurre en el interior con gravedad tiene una traducción exacta en la superficie sin gravedad, y al revés. A diferencia del argumento de los agujeros negros, aquí no hay interpretación alternativa. «No conozco ninguna forma corriente de explicarlo», admite el escéptico Boyle.

Wood lo compara con descubrir que cualquier jugada de damas se puede convertir en una jugada válida de ajedrez. Sebastian Mizera, físico de la Universidad de Columbia, le corrigió: la comparación se queda corta, «es más bien como entre las damas y el baloncesto». Sobre la relación entre gravedad y mecánica cuántica, dos teorías que llevan un siglo sin encajar, Brian Swingle, de la Universidad Brandeis, lo resume así: «Lejos de oponerse, están entrelazadas. Una surge de la otra».

La holografía ya ha dado un fruto teórico. Ha servido para responder a la paradoja de la información de los agujeros negros, la más famosa de la física: contra lo que defendía Hawking, la información que cae en un agujero negro no queda atrapada para siempre.

El problema: nuestro universo es al revés

Aquí está la gran objeción. Desde 1998 se sabe que la expansión del universo se acelera, lo que significa que vivimos en un espacio curvado hacia fuera, el llamado espacio de De Sitter, justo el contrario de la bola de nieve. Nuestro universo no tiene una superficie que haga de pantalla para proyectar el holograma.

Los defensores de la holografía responden con una hormiga. Un insecto que viva en el centro de la bola de nieve no nota la curvatura y no sabe si está en un espacio anti-de Sitter o de De Sitter. Lo que vale para uno, argumentan, debería valer más o menos para el otro. Las hormigas, recuerda Wood, somos nosotros.

Hasta ahora no hay comprobación experimental. El intento más conocido, el Holómetro del Fermilab (Estados Unidos), descartó en 2015 un modelo concreto de «espacio-tiempo pixelado» propuesto por el físico Craig Hogan, pero aquel resultado no afectaba al principio holográfico en general.

Tres respuestas a qué es real

Preguntado por las consecuencias para la realidad, Susskind esquiva el asunto: «Eso está por encima de mi sueldo». Más dispuesto se mostró Vijay Balasubramanian, físico de la Universidad de Pensilvania, que ofreció a Wood un menú de tres opciones.

La primera: la superficie es lo real. Es la favorita entre quienes trabajan con AdS/CFT. El espacio en tres dimensiones sería tan engañoso como el agua, que parece continua pero de cerca está hecha de moléculas. Viviríamos como personajes de un videojuego: los edificios y los árboles en 3D serían píxeles en una pantalla plana. «Nos engañan para que creamos que hay más cosas en el universo de las que realmente hay», dice Charles Cao, teórico de Virginia Tech. Esta línea de investigación se conoce como it from qubit: el espacio («it») estaría hecho de unidades de información cuántica (cúbits).

La idea le da la vuelta a la noción de distancia, según Ning Bao, investigador en holografía de la Universidad Northeastern. Solemos pensar que dos cosas no se influyen porque el espacio las separa. Quizá sea al contrario: parecen lejanas porque no se influyen. En un videojuego, el sol pasa por detrás de un árbol y sus píxeles tocan los del árbol, pero el árbol no arde, porque esos píxeles son independientes.

La segunda: el volumen es lo real. Las tres dimensiones serían auténticas y la descripción holográfica, una coincidencia matemática. Los especialistas la evitan porque no tienen una teoría cuántica completa del espacio, ni siquiera del anti-de Sitter, pero Balasubramanian lo atribuye a «nuestra ignorancia».

La tercera: ninguna de las dos. La gravedad y la mecánica cuántica serían borradores de una teoría más precisa y todavía desconocida. Siguiendo con el videojuego, ni el mundo del juego ni los píxeles serían lo real, sino los electrones que circulan por la consola.

Todo en un punto

En los últimos años han aparecido modelos holográficos para el espacio de De Sitter que se apartan mucho de AdS/CFT. Uno de ellos, publicado en 2025 en el Journal of High Energy Physics por Vladimir Narovlansky y Herman Verlinde, de la Universidad de Princeton, relaciona un sistema cuántico sin espacio, el modelo SYK, con la gravedad en un universo de De Sitter simplificado. En lugar de comprimir un volumen en una superficie, estos modelos parecen meter todas las dimensiones en un único punto cuántico.

Balasubramanian cree que ni eso basta: si el espacio surge de un punto sin tamaño, el tiempo también debería surgir de algo sin tiempo. Los físicos están lejos de construir una teoría así, y más aún de encontrar pruebas de que el universo funciona de ese modo. Wood se despide con una paráfrasis de Niels Bohr: una teoría así le parece lo bastante radical y lo bastante sencilla como para ser cierta.

Qué viene ahora

El siguiente paso es construir una versión holográfica completa del espacio de De Sitter, el tipo de universo en el que vivimos. En España, el Instituto de Física Teórica (IFT, centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid y el CSIC) investiga estas cuestiones; entre sus físicos, José Luis Fernández Barbón trabaja en agujeros negros cuánticos, principio holográfico e información cuántica.

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