Stephen Hawking, el astrofísico de los imposibles

La historia de Stephen Hawking parece imposible desde cualquier ángulo imaginable. Desde la limitación de una silla de ruedas, rompió los límites del espacio y de la propia vida. Fue, sin duda alguna, una de las mentes más brillantes de nuestra historia…

Stephen Hawking, un físico teórico brillante

Stephen Hawking en Princeton, en 1979.
Crédito: Santi Visalli/Getty Images

Stephen Hawking es uno de los físicos teóricos más destacados de la historia. Revolucionó nuestra comprensión del universo con su trabajo, que abarcó desde el Big Bang a los agujeros negros. Sus libros han llegado a muchos lectores. Logró cultivar una faceta como comunicador que le llevó a inspirar a mucha gente a estudiar ciencia. Pero, para ser justos, no se puede hablar de su carrera sin hablar de su vida.

Porque la historia de Hawking es una de superación constante. Se vio confinado a una silla de ruedas desde muy pronto. Desafió todas las expectativas y no solo tuvo una vida larga, también fue tremendamente fructífera. Sus limitaciones físicas no impidieron que su trabajo fuese brillante. Por eso digo que Hawking fue el astrofísico de los imposibles. Era “imposible” que viviese mucho más allá de los 21 años.

Podríamos decir que también parecía “imposible” que el trabajo de Einstein pudiese ser comprendido en toda su magnitud. Pero él (junto a otros físicos), lo hizo. Desde los límites de una silla de ruedas, Stephen Hawking nos llevó a romper los límites del universo. Nos hizo pensar en el nacimiento del cosmos, nos enseñó qué sucede en el interior de un agujero negro. Nos planteó cómo podrían funcionar y sus paradojas…

Una vida complicada

Stephen Hawking (centro) junto a Richard Ovenden (izquierda) y David Attenborough (derecha).
Crédito: Johan Cairns

Stephen William Hawking nació en Oxford el 8 de enero de 1942. Exactamente trescientos años después de la muerte del astrónomo italiano Galileo Galilei. De esa curiosidad, dijo que calculaba que “200.000 niños nacieron ese mismo día. No sé si alguno de ellos se interesó, más tarde, por la astronomía”. Sea como fuere, Hawking estudió en la universidad de Oxford. Allí se formó en física, pese a la insistencia de su padre en estudiar medicina.

Después se incorporó a la universidad de Cambridge. Su objetivo no podía ser más ambicioso: la cosmología. El estudio del universo en su conjunto. Por extensión, también, el estudio de las grandes preguntas que nuestra especie se ha hecho desde tiempos inmemoriales. Cuestiones como cuál es el origen del cosmos. O determinar si había algo antes de que naciese. Por mencionar solo algunas de las preguntas más populares.

Pero es imposible hablar de su figura sin hablar de la esclerosis lateral amiotrófica (comúnmente abreviada como ELA). Le diagnosticaron esta enfermedad a principios de 1963, apenas unos días antes de cumplir 21 años. Nadie esperaba que viviese más de dos años. La ELA es una enfermedad degenerativa que provoca una paralización muscular progresiva que termina desembocando en el fallecimiento.

Limitado físicamente, pero no mentalmente

Stephen Hawking experimentando la gravedad cero.
Crédito: Jim Campbell/Aero-News Network

En esas circunstancias, parecía imposible que Stephen Hawking pudiese completar su doctorado. Sin embargo, no solo lo hizo. Lideró el camino, en las décadas posteriores, para comprender el universo. A medida que la ELA se extendía, el genial físico británico fue perdiendo movilidad y se vio confinado a una silla de ruedas. Cada vez tenía más dificultades para hablar. En 1985, una traqueotomía de urgencia provocó que se quedase sin habla.

A pesar de ser una tragedia, puede decirse que aquello lo definió todavía más. Se construyó un sintetizador de voz en Cambridge. Junto a un programa de ordenador, sirvió para proporcionarle una voz electrónica. Fue su medio de comunicación hasta el día de su fallecimiento. Stephen Hawking era capaz de seleccionar las palabras que quería decir moviendo los músculos de sus mejillas. Así construía las frases.

Justo antes de su diagnóstico, Hawking conoció a Jane Wilde. Se casaron en 1965 y tuvieron tres hijos antes de separarse. En 1995, Stephen volvió a casarse, pero se divorció de nuevo en 2006. El genial físico continuó en Cambridge tras graduarse. Trabajando como miembro investigador, inicialmente, y después como académico profesional. En 1974 fue incluido en la Royal Society. En 1979 fue designado Profesor Lucasiano de Matemáticas en Cambridge. Es el puesto académico más famoso del mundo.

La carrera de Stephen Hawking

Roger Penrose.
Crédito: Wikimedia Commons/Biswarup Ganguly

Durante su trayectoria profesional, Stephen Hawking estudió las leyes básicas que gobiernan el universo. Propuso que, como el universo tuvo un inicio, el Big Bang, probablemente tendrá un final. Junto al cosmólogo Roger Penrose (también británico) demostró que la teoría de la relatividad de Albert Einstein sugiere que el espacio y el tiempo comenzaron en el nacimiento del cosmos. Así como que terminan en el interior de los agujeros negros.

Esto implica que la teoría de Einstein y la teoría cuántica deben ser unidas. Eso fue lo que hizo Stephen Hawking. Con la ayuda de ambas teorías, determinó que los agujeros negros no son totalmente silenciosos. Emiten radiación. Predijo que, tras el Big Bang, debieron formarse agujeros negros tan pequeños como un protón, gobernados tanto por la teoría de la relatividad como por la mecánica cuántica.

En 2014, revisó su teoría. Incluso llegó a afirmar que no hay agujeros negros. Por lo menos, no en el sentido tradicional. En esta teoría, eliminaba la existencia de un horizonte de eventos. Ese punto a partir del que ni la luz puede escapar a la atracción gravitatoria del agujero. Propuso que, en su lugar, hay un horizonte aparente, que varía en función de cambios cuánticos en el interior del agujero negro. Pero es una teoría que no ha sido comprobada.

Los límites del universo

El campo ultraprofundo de Hubble, observado en 2012.
Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team

Stephen Hawking también ha propuesto que el universo podría ser finito pero ilimitado. La idea no es nueva y, de hecho, podemos poner el mismo ejemplo con la Tierra. Nuestro planeta es finito. Sin embargo, es posible viajar por su superficie de manera infinita. Nunca llegaríamos a un lugar en el que haya un muro, o algo similar, que nos indique que hemos alcanzado el final del planeta, porque no lo hay.

Es posible que la forma del universo sea algo similar. Podríamos viajar infinitamente, a pesar de que tuviese una forma definida. Es solo uno de los posibles aspectos del cosmos. Otros físicos han planteado que sí podría haber un límite. Así como que quizá el universo se extienda de manera infinita en todas las direcciones. De momento, con nuestra tecnología y conocimiento actual, no podemos determinar cuál de las hipótesis es cierta.

Tampoco hay que olvidar que el universo observable es, seguramente, una pequeña porción de todo el universo en su conjunto. Así que es posible que sea una de esas preguntas que no se puedan llegar a responder. Lo único que sabemos, gracias a experimentos recientes, es que el universo observable es plano, no parece presentar curvatura alguna. Al menos hasta donde nuestra tecnología puede ver.

Un escritor prolífico

Portada del libro “Breve historia del tiempo”.
Crédito: Stephen Hawking

Tampoco hay que olvidar que Stephen Hawking fue escritor. Su primer libro, “Una breve historia del tiempo”, fue publicado en 1988 y se convirtió en todo un éxito internacional. En él, intentaba explicar cuestiones relativas al nacimiento y muerte del universo a todo el mundo. No fue lo único que escribió. Produjo otros trabajos como “Una brevísima historia del tiempo”, “El universo en una cáscara de nuez”, “El gran diseño” y “A hombros de gigantes”.

Junto con su hija, Lucy Hawking, también creó una serie de libros de ficción para niños. En ellos se abordan cuestiones como la creación del universo, como en “George and the Big Bang” (George y el Big Bang, aunque desconozco si ha sido publicado en castellano). A todo esto le hay que sumar múltiples apariciones en televisión. Le hemos visto interpretar un holograma de sí mismo en “Star Trek: la próxima generación” y aparecer en “The Big Bang Theory”.

En 2014 se estrenó “La teoría del todo”, una película basada en la vida de Stephen Hawking. El propio científico la alabó, comentando que le había hecho reflexionar sobre su propia vida. Lo describía así: “Aunque estoy severamente incapacitado, he tenido éxito en mi trabajo científico. Viajo frecuentemente y he estado en la Antártida y en la Isla de Pascua. En un submarino y en un entorno de gravedad cero. Un día espero viajar al espacio”.

Las frases célebres de Stephen Hawking

Si caes en un agujero negro, no hay marcha atrás.
Crédito: Science Photo Library

Stephen Hawking nos ha dejado muchas frases dignas de mención, bien por ser inspiradoras o por ser muy controvertidas. Valgan algunos ejemplos: “Incluso si hay una única teoría del todo posible, no deja de ser un conjunto de reglas y ecuaciones. ¿Qué hace que esas ecuaciones puedan describir el universo? La estrategia habitual de la ciencia es construir un modelo matemático. Pero no puede responder a las preguntas sobre por qué debería haber un universo. ¿Por qué existe el universo?”

O esta otra: “Durante toda mi vida, me han fascinado las grandes preguntas a las que nos enfrentamos. He intentado encontrar las respuestas científicas para ellas. Si, como yo, has mirado a las estrellas y has intentando comprender lo que ves. Has comenzado a preguntarte qué hace que el universo exista”. Así como otras mucho más terrenales: “El mayor enemigo del conocimiento no es la ignorancia, es la ilusión del conocimiento”.

Particularmente, la que más me gusta es la que utilizo como encabezamiento en mis redes sociales, como en Twitter. Dice así: “Mira a las estrellas y no a tus pies. Intenta entender qué es lo que ves y pregúntate qué hace que el universo exista. Ten curiosidad”. Creo que resume perfectamente qué es la ciencia. Que no deja de ser la búsqueda de respuestas a nuestra curiosidad por entender el mundo en el que vivimos.

Las controversias de Stephen Hawking

Recreacíon artística de un agujero negro supermasivo devorando materia de un disco de acreción.
Crédito: XMM-Newton, ESA, NASA

Pero también hay que decir que Stephen Hawking fue un hombre al que no le preocupaba meterse en charcos. Muchas veces ha dicho que nuestra especie deberá abandonar la Tierra si quiere sobrevivir. A lo largo del tiempo ha dado diferentes estimaciones de cuánto tiempo aguantaremos en el planeta. Desde 600 años a un milenio, por citar algunas. Aunque puedan sonar alarmistas, no hay que olvidar que son un recordatorio de algo importante: para sobrevivir necesitamos expandir nuestra presencia más allá de nuestra querida canica azul.

También ha hablado de la posibilidad de viajar en el tiempo. Recordando que aunque pueda parecer imposible, la teoría de la relatividad permite la posibilidad de curvar el espacio-tiempo hasta el punto de poder volver a un punto anterior al momento de tu partida. Eso sí, para lograrlo haría falta materia con energía negativa. Algo cuya existencia no ha sido demostrada. Hace unos años llevó a cabo un sonado experimento: hizo una fiesta para viajeros del tiempo… y no acudió nadie.

No puedo olvidarme de citar su preocupación por los robots. No solo porque Stephen Hawking entendía que podían tener un impacto serio en nuestra economía. También porque podían poner en peligro nuestra existencia. Aunque la inteligencia artificial desarrollada hasta la fecha ha sido muy útil, lo que le preocupa es, principalmente, que llegue un momento en el que se vuelvan entidades independientes. Al no estar limitados por la biología, podrían imponerse a los humanos.

Un ateo profundo

Albert Einstein.
Crédito: Orren Jack Turner

Stephen Hawking nunca ocultó que era ateo. En ocasiones, de hecho, habló de la religión sin tapujos. Así, en “El gran diseño”, comentaba que la propia ley de la gravedad indica que el universo puede crearse a partir de nada. La creación espontánea, en sus palabras, es el motivo por el que hay algo en lugar de nada. Eso explica que el universo, y nosotros por extensión, existamos. No hace falta la presencia de Dios para explicarlo.

No tuvo tampoco ningún reparo en expresar sus pensamientos sobre la vida después de la muerte. En una entrevista con The Guardian, lo dijo de una manera que no dejó ningún lugar a posibles interpretaciones: “Veo el cerebro como un ordenador que dejará de funcionar cuando sus componentes fallen. No hay un cielo o un más allá para los ordenadores rotos. Es solo un cuento de hadas para las personas que temen a la oscuridad”.

Y, por supuesto, también habló sobre la posibilidad de que exista un dios. Lo dijo así en una entrevista al periódico El Mundo: “Antes de entender la ciencia, es natural creer que Dios creó el universo. Pero la ciencia nos ofrece una explicación mucho más convincente. Cuando dije que conoceríamos la mente de Dios, quería decir que conoceríamos todo lo que Dios podría conocer. Si es que hubiese un Dios, que no lo hay. Soy ateo”.

El maestro de los agujeros negros

Ilustración de un joven agujero negro.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Las mayores contribuciones de Stephen Hawking, sin duda, tienen que ver con los agujeros negros. Probablemente, lo primero que te venga a la cabeza es la radiación de Hawking. Inicialmente, se planteó que el horizonte de eventos (esa región a partir de la que ni la luz puede escapar) de un agujero negro no puede encoger. Sin embargo, al analizar esta afirmación desde la perspectiva de la mecánica cuántica, nos encontramos con una incongruencia.

Porque nos indica que los agujeros negros en rotación (es decir, los que existen en el universo), emiten partículas. Pero, ¿cómo es posible? Si siempre hemos escuchado que nada puede escapar de un agujero negro… En realidad, la radiación de Hawking se produce por encima del horizonte de eventos. De una manera simplificada, podemos decir que lo que sucede es que mientras una partícula es atrapada por el horizonte de eventos, la otra es expulsada del agujero negro.

Así que si un agujero negro no absorbe material, terminará emitiendo toda su energía y, por tanto, evaporándose. Es un proceso extremadamente lento. Un agujero negro de masa estelar, formado por una estrella muy masiva al final de su vida, podría tardar billones de años en evaporarse. Stephen Hawking presentó sus hallazgos en 1974, y fueron considerados muy controvertidos durante mucho tiempo.

La paradoja de información de los agujeros negros

Esta simulación por ordenador muestra un agujero negro supermasivo en el núcleo de una galaxia.
Crédito: NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)

Pero que un agujero negro se evapore, a su vez, nos lleva a otro problema. La física nos ha enseñado que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. En este caso no se habla de energía, sino de información, pero el principio es el mismo. Según la radiación de Hawking, un agujero negro, al emitir esa radiación, destruye información. Dicho de otra manera, hace imposible saber las condiciones de una partícula antes de entrar al agujero negro.

Es una paradoja que ha dado muchos quebraderos de cabeza a los físicos. Nuestra comprensión del universo nos indica que esa información no debería desaparecer. Por poner un ejemplo que quizá sea más sencillo, es como si hubiese un mecanismo que destruyese las huellas de nuestra existencia. Los átomos que componen una estrella no desaparecen tras su muerte, al contrario, pasan a formar parte de nuevos sistemas (incluyendo seres vivos, como tú y yo).

Se han intentado dar muchas soluciones a la paradoja con el paso del tiempo. Desde que la información no desaparece, sino que queda almacenada en el horizonte de sucesos, pasando porque la información sí se pierde e incluso rematando en que quizá lo que sucede es que esa información es transmitida a un universo completamente nuevo. Pero, por ahora, no hay una solución que haya sido aceptada ampliamente. Al menos hasta donde yo sé.

La cosmología y la teoría del todo

Ilustración que muestra la evolución del universo, desde el Big Bang (izquierda) hasta la actualidad) derecha.
Crédito: NASA

Pero no hay que perder de vista el hecho de que a Stephen Hawking le interesaban las grandes preguntas. Especialmente por qué existe el universo. En su trabajo dedujo que el universo nació de una singularidad. Un punto con una temperatura extremadamente alta y extremadamente denso. ¿Qué había antes del Big Bang? Para Hawking la respuesta era clara: nada. El tiempo y el espacio comenzaron a existir tras el Big Bang.

Así que, bajo esa perspectiva, no tiene sentido preguntarse que pudo haber antes del Big Bang. No había ni espacio ni tiempo. La existencia comenzó a existir en ese momento. Por decirlo así (aunque suene muy enrevesado). También se preguntó cuál es el posible destino del universo. Desde que se expanda infinitamente (y llegue un momento en el que dejen de nacer estrellas) a que el proceso se revierta y el universo se contraiga y colapse sobre sí mismo. En este segundo caso, el tiempo correría hacia atrás en la fase de contracción.

También quiero mencionar la teoría del todo. Stephen Hawking fue un firme defensor de la teoría del todo durante algún tiempo. Pero parece que en tiempos más recientes había considerado la posibilidad de que sea imposible llegar a una única teoría que sea capaz de explicar todos los procesos del universo. Algo que puede resultar chocante teniendo en cuenta que su trabajo se dedicó, precisamente, a utilizar tanto el mundo de lo muy pequeño (la mecánica cuántica) como el de lo muy grande (la gravedad).

Una figura para la historia

La galaxia de Andrómeda.
Crédito: Lorenzo Comolli

En cualquier caso, por todo esto, Stephen Hawking es uno de los grandes científicos de nuestra historia. No solo por sus méritos científicos, sino porque su historia es de superación y de no rendirse (aunque sí que parece que tras su diagnóstico de ELA sufrió una depresión). A pesar de estar confinado a una silla de ruedas, no dejó que eso fuese un impedimento. Experimentó la gravedad cero, viajó a lugares como la Antártida o la Isla de Pascua…

Fue capaz de inspirar a muchos jóvenes a estudiar ciencia. También fue una inspiración para muchos enfermos de ELA. En ese sentido, la figura de Stephen Hawking va más allá de sus impresionantes logros científicos. Sus razonamientos nos han ayudado a profundizar en la cosmología y a comprender mejor los agujeros negros. No sé si realmente es el sucesor de Einstein. Él consideraba que era una afirmación exagerada.

Vivió una vida definida por romper los límites. Desafió a la ELA y vivió mucho más allá de lo esperado. Se enfrentó a las grandes preguntas del universo y nos intentó aportar algunas respuestas. Incluso hizo gala de su sentido del humor en múltiples ocasiones. De hecho, jocosamente decía que el mayor misterio al que se ha enfrentado no es científico, sino las mujeres. No lograba entenderlas. El 14 de marzo (el mismo día y mes en el que nació Einstein, pero en 1879) , de 2018, nos dejó una de las mentes más brillantes de nuestra historia…

Referencias: Space, Phys, Wikipedia

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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5 Respuestas

  1. Bonderman dice:

    Iba a pedirte lo mismo, Alex.

  2. Jorge Gomez dice:

    Descansar en paz. Se va un gran hombre y un gran científico.

  3. Descanse en paz. Como le deseó Obama… Have fun out there among the stars!

  4. Bonderman dice:

    Esta es una lección de ciencia contemporánea.

  5. José dice:

    Gracias Hawking por todo lo que nos diste, gracias Alex por no dejar que lo olvidemos.

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