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martes, 27 de noviembre de 2012

Hawking, Stephen William


 
Oxford, Inglaterra, 8 de enero de 1942. Estudió física y matemáticas en la Universidad de Oxford, realizando estudios de poslicenciatura en la Universidad de Cambridge, donde se doctoró en Filosofía y Letras en 1966. En esta misma universidad ha sido Investigador Ayudante en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica (1977) y titular de la cátedra Lucasian de Matemáticas (1980), cargo académico ejercido por Isaac Newton. A los 25 años contrajo una grave enfermedad (esclerosis lateral amiotrófica) que afectó a su sistema nervioso y muscular, condenándolo a una parálisis casi total, de modo que en la actualidad sólo puede comunicarse mediante un ordenador adaptado especialmente para él y que maneja con la mano izquierda. Miembro de la Royal Society of London, ha recibido el Premio Albert Einstein, la Maxwell Medal y diversos doctorados honoris causa.

Las recientes verificaciones fotográficas llevadas a cabo por el telescopio espacial Hubble sobre el "eco" del Big Bang, han dado a Stephen Hawking una celebridad seguramente merecida. Durante muchos años, junto con Roger Penrose, se dedicó al estudio teórico, desde la relatividad general, de las consecuencias de los aportes de Einstein tanto en lo que se refiere a los orígenes del universo como acerca de su posible final.
   Los desarrollos así logrados le permitieron abundar poderosamente en argumentos y consolidar la teoría, de modo que hoy en la comunidad científica está razonablemente generalizada la idea de que nuestro universo comenzó hace unos 15.000 millones de años con un formidable estallido. La sopa originaria, infinitamente densa e infinitamente pequeña, se expandió hasta hoy, dando origen a los cien mil millones de galaxias que pueblan el universo visible. "Para poder predecir cómo debió haber empezado el universo –dice Hawking en su célebre Historia del tiempo–, se necesitan leyes que sean válidas en el principio del tiempo. Si la teoría clásica de la relatividad general fuese correcta, los teoremas de la singularidad, que Roger Penrose y yo demostramos, probarían que el principio del tiempo habría sido un punto de densidad infinita y de curvatura del espacio-tiempo infinita."
   Se trataba de comprender el mecanismo que condujo a esa condensación de materia, y las razones por las cuales esa "sopa originaria", inicialmente uniforme y caliente, dio origen a las singularidades que hoy conocemos como galaxias, estrellas y planetas, y más aún, a los agujeros negros, los quásares y los púlsares. También se intentaba saber por qué esa expansión se desarrolla a una velocidad tal, pudiendo llegar a invertirse el signo para iniciar un proceso de contracción, lo que están tratando de esclarecer las mediciones que con enorme esfuerzo hace la ciencia contemporánea para determinar la masa total del universo.
   Pero la relatividad clásica no era capaz de explicar las leyes que gobiernan un universo infinitamente pequeño e infinitamente denso como el que existía en el momento de la "gran explosión". Allí, las leyes de la física fallaban, eran incapaces de explicar lo que estaba sucediendo. Esa singularidad originaria requería el auxilio de la otra gran teoría de la física contemporánea, la mecánica cuántica, la cual, a su vez, no se ha desarrollado aún lo suficiente para incorporar a la teoría la naturaleza de la fuerza gravitatoria, fuerza débil comparada con las que rigen en el ámbito atómico y nuclear, pero decisiva, dado su alcance de carácter cosmológico. "La teoría cuántica de la gravedad –dice Hawking en el libro citado– ha abierto una nueva posibilidad en la que no habría ninguna frontera del espacio-tiempo y, por tanto, no habría ninguna necesidad de especificar el comportamiento en la frontera. No existiría ninguna singularidad en la que las leyes de la ciencia fallasen y ningún borde del espacio-tiempo en el cual se tuviese que recurrir a Dios o a alguna nueva ley para que estableciese las condiciones de contorno del espacio-tiempo."
   Así, Hawking se vio forzado a introducirse de lleno en el estudio del por entonces nuevo fenómeno de los agujeros negros, ejemplo presente de singularidad donde parecía posible contrastar teorías y análisis buceando alternativamente en la relatividad y en la mecánica cuántica, todo lo cual no hacía más que abundar en la necesidad esencial de la ciencia contemporánea, que no es otra que encontrar una gran teoría unificada, que, en principio, debiera ser una relatividad no clásica sino cuántica.
 Ese esfuerzo no ha concluido. Sin duda se ha dado un paso gigantesco en años muy recientes con la teoría unificada que explica el comportamiento de las fuerzas nucleares fuerte y débil junto con la fuerza electromagnética. Pero la cuarta fuerza de la naturaleza, la gravitatoria, se resiste aún.
 Hawking avanza un poco diciéndonos qué características debiera tener esta gran teoría unificada, y ensayando un modelo que se anticipa un tanto a la medición final de la masa total del universo a que ya se ha aludido. Parte de la idea de que el espacio-tiempo relativista no es plano, sino curvo y cerrado. En tres dimensiones, ese espacio sería esférico y por lo tanto el Big Bang estaría ubicado en uno de los polos imaginarios de esa esfera. El tiempo transcurriría en la dirección de un meridiano cualquiera y el paralelo correspondiente nos informaría del tamaño del universo global. Pero como el ecuador es el círculo máximo, pasado cierto tiempo el universo se contraería y avanzaría raudamente al Big Crunch o gran colapso universal. Este colapso, a su vez, no sería un instante final: el tiempo sigue transcurriendo, ahora en sentido contrario, y el espacio vuelve a dilatarse.
 En este modelo, los "polos" del espacio-tiempo son intercambiables. Colapso y explosión ocurren arriba y abajo en un proceso cíclico, con lo cual no hay un principio y un final. Ni tampoco singularidad alguna, que es lo que se deseaba resolver en la teoría.
 Stephen Hawking preside hoy merecidamente la cátedra Lucasian de Cambridge que antaño fue la de grandes maestros como Newton y Dirac. Sus aportes a la física contemporánea están permitiendo avanzar en el camino de la ansiada gran teoría unificada, esperanza compartida por la comunidad científica, aunque el propio Hawking nos diga una y otra vez que ese esfuerzo no tiene garantizado su resultado.
 Lo que sí llama la atención del lector de sus libros es la especial preocupación con que el autor polemiza con Dios acerca del origen del universo y de la naturaleza de las leyes físicas. Parece normal que los físicos –y con más razón quienes tienen otros perfiles profesionales– se pregunten de dónde venimos y por qué las cosas están sucediendo de este modo. Pero Hawking llega al extremo de felicitarse de que la mecánica cuántica nos exima de un origen del tiempo, y con ello de la necesidad de un Creador. La batalla con Dios es perceptible a todo lo largo de la mencionada Historia del tiempo. Sobre el final, Hawking cree haber triunfado. Piensa que el modelo mecano-cuántico-relativista que se perfila es autoconsistente, pero deja como siempre algo por resolver. Ese modelo de universo, ¿es el único posible? ¿No existe la posibilidad de universos diferentes con otras leyes? ¿Quién definió la opción que tenemos entre manos?
 Es de temer que Stephen Hawking, el gran físico, esté empujando a la ciencia hacia ciertos perfiles del dogma, que es lo que se quiere abolir. Y que su realismo se transforme en una poderosa manifestación cientificista. Sí es seguro que la ciencia está dando pasos gigantescos de la mano de pensadores contemporáneos como el que nos ocupa; y que como él mismo nos advierte, demasiadas veces se ha creído estar al final del camino que empezó mucho antes de Aristóteles con las preguntas que la humanidad se ha repetido tantas veces. Afortunadamente, hay abundante material de trabajo todavía. Porque ese avance incesante hacia lo desconocido es lo que aún nos mueve y hace fantástica la aventura del pensamiento.



Bibliografía:        

The Large Scale Structure of Space-Time, 1973 (con G. E Ellis). 
A Brief History of Time. From the Big Bang to Black Holes, 1988 (trad. esp., Historia del tiempo. Del Big Bang a los agujeros negros, 1988). 
Three Hundred Years of Gravitation, 1989. 
Ilustrated Companion to a Brief History of Time, 1992.
Cuestiones cuánticas y cosmológicas, 1993 (con Roger Penrose). 
Black Holes and Baby Universes, 1993 (trad. esp., Agujeros negros y pequeños universos, 1994).
La naturaleza del espacio y el tiempo (The Nature of Space and Time con Roger Penrose, Michael Atiyah, Nueva Jersey), 1996.
The Large, the Small, and the Human Mind, (con Abner Shimony, Nancy Cartwright, and Roger Penrose), 1997.
El universo en una cáscara de nuez (The Universe in a Nutshell), 2001.
A hombros de gigantes, los grandes textos de la física y la astronomía (On The Shoulders of Giants. The Great Works of Physics and Astronomy), 2002.
El futuro del espaciotiempo, 2003.
Information Loss in Black Holes, 2005.
Brevísima historia del tiempo (A Briefer History of Time), 2005.
Dios creó los números: los descubrimientos matemáticos que cambiaron la historia  (God Created the Integers: The Mathematical Breakthroughs That Changed History), 2005.
La teoría del todo: el origen y el destino del universo, 2007.
La gran ilusión: las grandes obras de Albert Einstein, 2008.
El tesoro cósmico, 2009.
El gran diseño (The Grand Design con Leonard Mlodinow), 2010.


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