Cada generación tiene la fortuna de ver nacer a un gran científico.
Uno de esos únicos en la historia que hacen avanzar un paso de gigante a la
humanidad y que acaban formando parte de esa exclusiva lista de nombres que se
remonta a la antigüedad. Nuestros nietos estudiarán sus teorías y sus
contribuciones, y verán premios y calles con su nombre. Ese gran científico que
nuestra generación ha tenido la suerte de conocer es Stephen William Hawking,
una mente tan vasta que ha trascendido totalmente su muy avanzada minusvalía
(causada por una esclerosis que afecta a las motoneuronas) que le priva del
movimiento de la mayor parte de su cuerpo. Hoy se ve obligado a hablar a través
de un ordenador que interpreta sus gestos faciales y a moverse en una silla de
ruedas, lo que lo hace totalmente dependiente de los demás. Sin embargo, esto
para él jamás fue una causa de desmotivación, aun cuando a la temprana edad de
20 años le dieron nada más que 2 años más de vida. Como él suele decir «por muy
difícil que pueda parecer la vida siempre hay algo que podemos hacer y en lo
que podemos triunfar».
Nacido un 8 de enero
de 1942 (justo 300 años después de la muerte de Galileo) en la ciudad de
Oxford, Stephen se crió en una casa llena de estímulos para su mente. Sus
padres formaban parte de la élite cultural de Londres, pero debido a los
ataques por parte de Alemania tuvieron que emigrar a un lugar más seguro. La
casa de Isobel y Frank Hawking era un hervidero de ideas, donde se debatían
temas tan avanzados como el aborto. Los libros inundaban la casa y por suerte
para Stephen esto resultó un ambiente perfecto donde su mente se ponía a prueba
constantemente. Nunca fue el primero de la clase mientras estudiaba en el colegio,
pero como él mismo dice «quiero pensar que se trataba de una clase muy
inteligente». Pese a que su padre quería que se matriculase en medicina, no en
vano era biólogo investigador, el verdadero interés de Stephen fueron siempre
las matemáticas. Por desgracia en la universidad de Oxford no existía la
carrera de matemáticas así que acordaron que estudiaría ciencias naturales en
la especialidad de física. Stephen Hawking era de esos estudiantes brillantes
admirados por su inteligencia, terminó los estudios con matrícula sin apenas
esfuerzos, de hecho, fue miembro timonel del club de remo para matar el
aburrimiento que le producía la vida del campus. En aquella época estaba muy
mal visto esforzarse, tenías que ser inteligente y aprobar con el mínimo
esfuerzo. Pero todo cambió cuando llegó a Cambridge para iniciar su doctorado.
El diagnóstico de la esclerosis lateral amiotrófica fue devastador así que, con
la amenaza de la muerte en cada despertar, decidió aprovechar su don y
esforzarse al máximo. Y entonces descubrió que no solo se le daba bien, sino
que le encantaba la investigación en física teórica. A partir de ahí los
triunfos llegaron uno tras otro, pues no son pocas sus contribuciones a la
ciencia, teniendo en cuenta lo avanzado de la física teórica a partir de la
segunda mitad del siglo XX, en una época donde la competitividad ya estaba
hirviendo a nivel mundial.
Cabe decir que
prácticamente todas sus contribuciones e investigaciones tienen que ver con los
agujeros negros, un elemento del universo que, si bien ya se predijo su
existencia poco después de las teorías de Newton, a día de hoy sigue existiendo
solo a nivel teórico (puesto que su naturaleza impide su observación directa) y
como modelos matemáticos. Es decir, un agujero negro es un elemento del
universo que solo puede estudiarse por evidencias indirectas, como su efecto
sobre el volumen circundante, y sobre el papel. Stephen Hawking ha demostrado
ser un privilegiado a la hora de resolver problemas mentalmente, y como los
grandes de la historia es capaz de abstraerse incluso en una sala repleta de
gente, y sumergirse en sus pensamientos.
A la temprana edad de
20 años decidió embarcarse en su primer gran reto científico de verdad. Por
aquel entonces, en 1962, existían dos teorías cosmológicas, la del universo
estacionario, que decía que el universo había existido y existiría para siempre
de una forma estática, y el inflacionario, que apostaba por un universo en
expansión. Esta última idea era normalmente rechazada en la comunidad
científica, pues suponía un universo con un momento de creación, o lo que hoy
conocemos como Big Bang, y eso implicaba la existencia de un dios. Stephen Hawking
demostró matemáticamente, aplicando la teoría de la relatividad junto a Roger
Penrose, que el momento del Big Bang fue una singularidad como la que existe en
el centro de los agujeros negros (matemáticamente son lo mismo), un punto de
densidad y masa infinitas donde el tiempo se detiene. Esto significa que
nuestro universo se creó espontáneamente a partir de la nada, no había un
tiempo ni un espacio anterior donde algo pudiera ocurrir. En otras palabras,
demostró que la mano de Dios no interviene en las ecuaciones del universo.
Esto supuso un
reconocimiento internacional y su nombre empezó a tenerse en cuenta. Llegaron
las becas y por lo tanto más investigaciones. Una noche de noviembre se le
ocurrió una idea que solo los verdaderos cosmólogos entenderían, una idea que,
si a priori parece rebuscada y obvia, sí que revelaba algunas propiedades
fundamentales del universo. El problema tiene que ver con lo que ocurre cuando
colisionan dos agujeros negros. La superficie del nuevo horizonte de sucesos
solo puede aumentar. Llegados a este punto es necesario describir lo que es un
agujero negro con más precisión, puesto que se trata de un concepto más bien
abstracto. Un agujero negro no es un objeto sólido como lo podría ser un
planeta o una estrella de neutrones, sino más bien una región del espacio
limitada por una superficie llamada horizonte de sucesos a partir de la cual
absolutamente ninguna información puede escapar, ni siquiera la luz. Así pues,
se trataría de una especie de membrana unidireccional, dentro de la cual las
partículas se mueven girando alrededor del centro donde se encuentra la
singularidad y donde se encuentran condenadas a caer irremediablemente, donde
encontrarán el fin de su tiempo. Nada de lo que cae a un agujero negro puede
volver a salir, al menos en este universo. Sin darse cuenta Stephen Hawking
estaba escribiendo la biblia de los agujeros negros, y obtendría con esto aún
más reconocimiento internacional.
Sin embargo, el gran
descubrimiento que le encumbró fue la llamada en su honor radiación de Hawking.
Tras un viaje a Moscú, donde conoció y compartió conocimientos con dos
científicos llamados Alexander Starobinsky y Yakov Zeldovich, se centró en lo
que ocurre en el mismo horizonte de sucesos de un agujero negro. Estos dos
científicos le habían puesto sobre la pista de acuerdo con el principio de
incertidumbre de Heisenberg y lo que ocurre a nivel cuántico justo en las
regiones inmediatas al horizonte de sucesos. Según este principio, en el que no
profundizaremos debido a su complejidad, es imposible obtener información
precisa de una partícula. Si obtenemos precisión en su velocidad la perdemos
proporcionalmente en su posición. Es aplicable también a los campos, con lo
cual en regiones vacías (y el universo está lleno de ellas) no puede haber un
campo cuyo valor sea 0, pues violaría esta propiedad intrínseca de la
naturaleza. La consecuencia de esto es que constantemente se están creando
partículas y antipartículas virtuales que se anulan mutuamente casi de
inmediato creando valores del campo en el vacío diferentes a 0. Ahora bien, la
clave está cuando esto ocurre justo en la frontera de un agujero negro. Hawking
descubrió que o bien la partícula o bien la antipartícula podrían caer en el
agujero negro mientras que su par saldría despedido en otra dirección, lo cual
emitiría una radiación tenue en forma de calor. Para mantener la ley de la
conservación de la energía el agujero negro iría poco a poco mermando su tamaño
hasta que finalmente se evaporaría completamente. Por desgracia se trata de un
proceso tan sumamente lento que nos es imposible observarlo, ¡la temperatura
que emiten es solo de unas milésimas por encima del cero absoluto! Harían falta
billones de años para que un agujero negro llegara a evaporarse, demasiado
incluso para tiempo cósmico.
Existe en esta teoría
lo que sería una primera unificación, aunque a nivel parcial, de las grandes
teorías de la historia, algo que se lleva décadas buscando, de hecho, ya
Einstein trabajó en ello. Por un lado, tenemos los efectos relativistas
ocasionados por un agujero negro en la región de espacio-tiempo próxima al
horizonte de sucesos, por otro lado, tenemos la entonces joven física cuántica
y también la termodinámica.
A día de hoy estamos
más cerca de una gran teoría del todo y una de las grandes candidatas es la
teoría de super cuerdas a la cual Stephen también contribuyó de una forma
indirecta, a través de la llamada «paradoja de la pérdida de información de
Hawking».
En 1988 y con
grandísimas dificultades, pues fue la época en la que se vio privado del habla,
terminó y publicó por fin su afamada obra «Breve historia del tiempo, del big
bang a los agujeros negros», que se convirtió en un best seller a nivel mundial
contra todo pronóstico, perdurando nada menos que 237 semanas en la lista de
los más vendidos. En él se hace un compendio de las teorías científicas que hoy
están en vigor, tales como relatividad, modelo estándar atómico o
termodinámica, así como un resumen de sus investigaciones en agujeros negros.
Es en definitiva un libro que abre la mente y acerca la ciencia al gran
público.
Stephen Hawking sigue
hoy muy activo, dando conferencias por todo el mundo y divulgando la ciencia
allí donde va. Puede tratarse sin ninguna duda de una de las mentes más
abiertas de la ciencia. Es uno de los grandes promotores de los viajes
interestelares y asegura que la humanidad tarde o temprano se verá obligada a
colonizar otro sistema solar si quiere perdurar en el tiempo. Es posible que
lleguemos a ver los primeros pasos de la siguiente fase de la carrera espacial,
pero mientras tanto seguiremos soñando a través de la ciencia ficción.
Rubén Blasco – Agrupación Astronómica de Huesca.
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