Por: José Luis Carrillo Aguado*
Falleció Stephen W. Hawking, una de las mentes más brillantes que ha dado la humanidad
Tras una breve historia de tiempo, el Dr. Stephen Hawking dejó este universo en su cáscara de nuez para desintegrarse en la entropía de la segunda ley de la termodinámica.
–Daniel de la Torre, divulgador científico y amigo personal del autor de este artículo.
A la edad de 76 años, el 13 de marzo de 2018, después de una vida mental prolífica y productiva, dejó de existir Stephen W. Hawking, dejando tras de sí una trayectoria ejemplar, pues a pesar de una enfermedad que lo confinó a una silla de ruedas y sin poder articular ni uno sólo de sus miembros, más que los ojos, que empleaba para comunicarse de manera virtual, redactó libros tan impresionantes como Una breve historia del tiempo, El universo en una cáscara de nuez, El universo según Stephen Hawking y M. Lodow, y La teoría del todo, que hace un esfuerzo gigantesco para describir el origen y el destino del universo.
Stephen W. Hawking (Oxford, 1947) era (y es) uno de los científicos más prestigiosos de la actualidad. Tras licenciarse en Oxford, se doctoró en cosmología en Cambridge, donde ocupó desde 1979 la Cátedra Lucasiana de Matemáticas. La investigación de Hawking se centró en las leyes fundamentales que rigen el universo. En un trabajo pionero, Hawking y Roger Penrose demostraron que las ecuaciones de la relatividad general implican la existencia de singularidades en el espacio-tiempo. Más tarde, Hawking desarrolló la teoría de los agujeros negros y demostró que estos pueden emitir radiación, en un trabajo memorable en el que combinaba la relatividad general con la teoría cuántica, el otro gran descubrimiento de la primera mitad del siglo XX. Por sus investigaciones, Hawking ha recibido infinidad de premios y distinciones, y hasta doce doctorados honoris causa. Además de su obra académica, ha escrito obras de divulgación que han sido grandes éxitos de ventas, como El universo en una cáscara de nuez, Historia del tiempo y, junto con Roger Penrose, La naturaleza del espacio y el tiempo.
Stephen Hawking trató, a manera de divulgación, de dar a entender una idea general de lo que él pensaba que era la historia del universo, desde el big bang a los agujeros negros. Hizo un breve resumen de las antiguas ideas sobre el universo y cómo hemos llegado a nuestra imagen actual. Esto podría ser llamado “la historia del universo”.
En una segunda etapa, describió cómo las teorías de la gravedad de Newton y Einstein llevaron a la conclusión de que el universo no podía ser estático, sino que tenía que estar expandiéndose o contrayéndose. A su vez, implicaba que debió de haber un momento hace entre 10 000 y 20 000 millones de años en que la densidad del universo era infiuita. A esto se le llama el big bang. Habría sido el comienzo del universo.
En una tercera fase, explicó lo que entendía por “agujero negro”. Estos se forman cuando una estrella masiva, o un cuerpo aún mayor, colapsa sobre sí mismo bajo su propia atracción gravitatoria. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, cualquier persona suficientemente atolondrada para meterse dentro de un agujero negro estaría perdida para siempre. No podría volver a salir del agujero negro. En su lugar, lo que a ella concierne, llegaría a un final peliagudo en una singularidad. Sin embargo, la relatividad general es una teoría clásica; es decir, no tiene en cuenta el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica.
En una cuarta exposición de ideas, describió cómo la mecánica cuántica permite que escape energía de los agujeros negros. Los agujeros negros no son tan negros como se los ´pinta.
En una quinta idea, aplicó las ideas de la mecánica cuántica al big bang y el origen del universo. Esto lleva a la idea de que el espacio-tiempo puede ser de extensión finita pero sin frontera ni bordes. Sería como la superficie de la Tierra pero con dos dimensiones más.
En una sexta conferencia mostró cómo esta nueva propuesta de frontera podría explicar por qué el pasado es tan diferente del futuro, incluso si las leyes de la física son simétricas respecto al tiempo.
Finalmente, en una séptima teoría, describió cómo estaba tratando de encontrar una teoría unificada que incluyera la mecánica cuántica, la gravedad y todas las demás interacciones de la física. Si lo consiguiéramos, entenderíamos realmente el universo y nuestra posición en él.
Stephen W. Hawking mismo reconoció que sería muy difícil construir de golpe una completa teoría uniricada del todo, así que, en su lugar, habría que ir avanzando mediante el hallazgos de teorías parciales. Estas describen un abanico limitado de sucesos y desprecian otros efectos, o los aproximan por ciertos números. En química, por ejemplo, podemos calcular las interacciones entre átomos sin conocer la estructura interna del núcleo de un átomo. Al final, sin embargo, esperaríamos encontrar una teoría unificada completa y consistente que incluyera a todas estas teorías parciales como aproximaciones. La búsqueda de tal teoría se conoce como “la unificación de la física”.
Einstein, según comentaba en vida Hawking, pasó parte de los últimos años de su vida buscando infructuosamente una teoría unificada, pero no era el momento oportuno, pues se sabía muy poco sobre las fuerzas nucleares. Por otra parte, Einstein se negaba en la realidad de la mecánica cuántica, a pesar del muy importante papel que él había desempeñado en su desarrollo. Sin embargo, parece ser que el principio de incertidumbre es una característica fundamental del universo en que vivimos. Una teoría unificada satisfactoria debería por ello incorporar necesariamente este principio.
Hay otra cuestión ineludible que trató de comprender Hawking. ¿Por qué deberían algunas, pero no todas, de las dimensiones espaciales estar enrolladas en una bola pequeña (se supone que en el universo hay once dimensiones)? Presumiblemente, en el universo muy primitivo todas las dimensiones habrían estado muy curvadas. ¿Por qué se alisaron tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal, mientras que las otras dimensiones permanecían apretadamente enrolladas?
Una respuesta posible es el principio antrópico. Dos dimensione espaciales no parecer suficientes para permitir el desarrollo de seres complejos como nosotros. Por ejemplo, seres bidimensionales tendrían que pasar unos por encima de otros para cruzarse. Si una criatura bidimensional comiera algo que no pudiera digerir por completo, tendría que devolver los residuos por el mismo sitio que los tragó, porque si hubiera un pasadizo que atravesara su cuerpo, dividiría a la criatura en dos partes separadas.
Tanto si hubiera dos como si hubiera más de tres dimensiones espaciales, los cuerpos no podrían tener átomos como los que conocemos. Parece claro que la vida, al menos tal como la conocemos, solo puede existir en regiones del espacio-tiempo en las que tres dimensiones espaciales y una temporal no están muy enrolladas. Esto significa que se podría apelar al principio antrópico siempre que se pudiera demostrar que el número de dimensiones que parece tener el espacio-tiempo, es una condición suficiente y necesaria del universo.
¿Puede haber realmente una teoría unificada de todo? ¿O sólo estaos persiguiendo un espejismo?, se preguntaba Hawking, y daba tres posibilidades:
- Existe realmente una teoría unificada completa, que descubriremos algún día si somos lo suficientemente inteligentes.
- No existe ninguna teoría última del universo, sino sólo una secuencia infininita de teorías que describen el universo cada vez con mayor precisión.
- No hay ninguna teoría del universo. Los sucesos no pueden predecirse más allá de cierta medida, sino que ocurren de una manera aleatoria y arbitraria.
Algunos defenderían la tercera posibilidad sobre la base de que si hubiese un conjunto completo de leyes, eso limitaría la libertad de Dios para cambiar de idea y para intervenir en el mundo. Es un poco como la vieja paradoja: ¿puede Dios hacer una piedra tan pesada que Él no pueda levantarla? Pero la idea de que Dios pudiera querer cambiar de idea es un ejemplo de la falacia, señalada por San Agustín, de imaginar a Dios como un ser que existe en el tiempo. El tiempo es una propiedad solo del universo que Dios creó. Presumiblemente, Él sabía lo que Él pretendía cuando Él lo creó.
Finalmente, argumenta Stephen Hawking, si descubrimos una teoría completa, debería en su momento ser comprensible en sus líneas generales por todos, no solo por unos pocos científicos. Entonces todos seremos capaces de tomar parte en la discusión de por qué el universo existe. Si encontramos la respuesta a ello, sería el triunfo definitivo de la razón humana, pues entonces conoceríamos la mente de Dios.
*Periodista científico y divulgador de la ciencia, la tecnología y la innovación. Colaborador habitual de México Ambiental.
Bibliografía. Stephen W. Hawking. La teoría del todo. Título original: The Theory of Everything. Impreso en México. Publicada originalmente por Phoenix Books and Audio. Novena reimpresión, septiembre 2015.
