Tributo a Stephen Hawking

Según esta teoría, un agujero negro va perdiendo masa, a un ritmo inversamente proporcional a ésta, debido a un efecto cuántico. Es decir, un agujero negro poco masivo desaparecerá más rápidamente que uno más masivo. Concretamente, un agujero negro de dimensiones subatómicas desaparecería casi instantáneamente.
Cabe mencionar que la disminución de masa de un agujero negro por radiación de Hawking sería únicamente perceptible en escalas de tiempo comparables a la edad del Universo y tan sólo en agujeros negros de tamaño microscópico remanentes quizás de la época inmediatamente posterior al Big Bang. Si esto es así, hoy podríamos ver explosiones de agujeros negros muy pequeños, algo de lo que no se tiene evidencia alguna.

¿Quién era?

El 8 de enero de 1942, día en que se cumplieron trescientos años de la muerte de Galileo, nació Stephen Hawking en la ciudad de Oxford. Como tantas otras de clase media, su familia soportaba con entereza los rigores de la Segunda Guerra Mundial; hacia el final de la contienda, un cohete V2 alemán cayó a pocas decenas de metros de su casa en Highgate, al norte de Londres. Tras cursar estudios secundarios, Hawking ingresó en el University College de Oxford, donde se licenció en 1962 con los títulos de matemático y físico. Por esa época era un chico de vida normal, cuyas singularidades eran únicamente su brillante inteligencia y un gran interés por las ciencias.

       

Pero en 1963, en el transcurso de una sesión de patinaje sobre hielo, el joven Stephen resbaló y tuvo dificultades para incorporarse. De inmediato se le diagnosticó un trastorno degenerativo neuromuscular, la ELA o esclerosis lateral amiotrófica. Los médicos supusieron que la enfermedad iba a acabar con su vida en pocos años; sin embargo, se equivocaron. Naturalmente, la vida de Stephen no fue la misma a partir de entonces, pero sus limitaciones físicas no interrumpieron en ningún momento su actividad intelectual; de hecho, más bien la incrementaron.

En octubre de 1962 había iniciado sus estudios de doctorado en el Trinity Hall de Cambridge. Solicitó trabajar con Fred Hoyle, pero el célebre astrónomo tenía demasiados pretendientes y la petición fue denegada; muchos años después, el propio Hawking vería el lado positivo: de haber sido aceptado, probablemente se hubiera visto obligado a defender la teoría del estado estacionario de Hoyle, desacreditada tras el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en 1965.

Con Jane Wayline el día de la boda (1965)

Mientras cursaba su doctorado se casó con Jane Wayline (1965), con quien tendría tres hijos. Tras casi veinticinco años de vida en común, en 1990 la pareja se separó y el científico se fue a vivir con Elaine Mason, una de las enfermeras que lo cuidaba y con la que cinco años más tarde contrajo matrimonio; esta segunda relación se prolongaría hasta 2007. Después de obtener el título de doctor en física teórica (1966), su pasión por el estudio del origen del universo fue en aumento, y sus investigaciones se centraron en el campo de la relatividad general, particularmente en la física de los agujeros negros, descrita por primera vez por Robert Oppenheimer en 1939.

Ciertamente, Hawking no sólo es comparable con Albert Einstein por su popularidad: al igual que el formulador de la teoría de la relatividad, Stephen Hawking se planteó la ambiciosa meta de armonizar la relatividad general y la mecánica cuántica, en busca de una unificación de la física que permitiese dar cuenta tanto del universo como de los fenómenos subatómicos. En 1971 sugirió la formación, a continuación del big bang, de numerosos objetos denominados «miniagujeros negros», que contendrían alrededor de mil millones de toneladas métricas de masa, pero ocuparían sólo el espacio de un protón, circunstancia que originaría enormes campos gravitatorios, regidos por las leyes de la relatividad.

Sus estudios sobre los miniagujeros negros lo llevarían a combinar por primera vez la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica para resolver el problema de estudiar estas estructuras de dimensiones muy reducidas y de densidad extraordinariamente elevada, sobre las que no se creía que se pudiese obtener algún conocimiento. En 1974 propuso, de acuerdo con las predicciones de la física cuántica, que los agujeros negros emiten radiación térmica hasta agotar su energía y extinguirse. Hawking ha explorado asimismo algunas singularidades del binomio espacio-tiempo.

Fotograma de La teoría del todo (2014), filme basado en la vida de Hawking

En 1974 Hawking fue designado miembro de la Royal Society y, tres años más tarde, profesor de física gravitacional en Cambridge, donde se le otorgó la cátedra Lucasiana de matemáticas (1980), que había sido dictada por tan egregias figuras como Isaac Newton y, más recientemente, Paul Dirac. Hawking continuaría ocupando dicha cátedra hasta su jubilación en 2009. Pero a medida que los logros intelectuales y los reconocimientos se iban sucediendo en su vida (ha recibido innumerables premios y doctorados honoris causa), también avanzaba el proceso degenerativo de su enfermedad. Primero la inmovilidad de sus extremidades lo llevó a depender de una silla de ruedas; después la parálisis se extendió a casi todo su cuerpo; en 1985 contrajo una neumonía que obligó a los médicos a practicarle una traqueotomía, tras lo cual perdió completamente el habla. A partir de entonces sólo pudo comunicarse mediante un sintetizador conectado a su silla, pero ni siquiera eso lo desmoralizó: escribió otros siete libros y siguió publicando artículos e impartiendo conferencias.

Teoría del Big Bang

El astrofísico británico explicó que hacia comienzos de los años 60, hubo un intenso debate científico sobre si el Universo tuvo un inicio hace un tiempo finito. En el caso de que así fuera, explicó Hawking, la pregunta obvia era: «¿que ocurrió antes del inicio del Universo?» Y de nuevo el astrofísico recurrió a otra anécdota jocosa, provocando las carcajadas de todo el público: «San Agustín, en broma, dijo: '¿Qué estaba haciendo Dios antes de crear el Universo? Estaba preparando el Infierno para los que preguntaban cuestiones de este tipo'».

La teoría alternativa a un inicio del Cosmos en el espacio tiempo era que el Universo había existido eternamente, lo que defendía Aristóteles, como recordó Hawking, «porque algo eterno era más perfecto y porque eso evitaba cuestiones incómodas sobre la Creación». Según esta hipótesis, conocida como la teoría del Estado Estacionario, «el Universo habría existido siempre, con la creación continua de nueva materia mientras el Universo se expandía para mantener la densidad constante».

Sin embargo, Hawking explicó que esta teoría nunca concordó muy bien con las observaciones, y que «el clavo final en su ataúd» llegó con el descubrimiento del fondo tenue de microondas, las señales consideradas como el eco del Big Bang. Y para explicar en qué consiste este fenómeno, Hawking echó mano una vez más de ese cachondeo cósmico que es es marca de la casa: "Estas microondas son del mismo tipo que las de nuestro horno de microondas, pero mucho menos potentes. Calentarían nuestra pizza hasta una temperatura, como máximo, de -271,3 grados centígrados, no muy útil incluso para descongelarla, ni mucho menos para cocinarla". E incluso demostró su talento divulgativo aportando este dato a los centenares de entregados fans que le escuchaban en Tenerife: "Ustedes mismos pueden observar esas microondas. Ajusten su televisor analógico a un canal vacío. Un porcentaje, aunque bajo, de la 'nieve' que aparece en la pantalla está causado por este fondo de microondas".

Hawking considera que «muchos cosmólogos modernos son como Juan Pablo II», en el sentido de que «son felices aplicando las leyes de la física al Universo después de su inicio, pero tienen una actitud vaga, indefinida, sobre el inicio mismo». Sin embargo, el astrofísico está convencido de que la primera evidencia directa del Big Bang, lograda este mismo año desde el mismo corazón de la Antártida, en la Estación Polar Amundsen-Scott, han demostrado que el Universo nació con ese estallido cósmico.

Radiación de Hawking

La radiación de Hawking es un tipo de radiación producida en el horizonte de sucesos de un agujero negro y debida plenamente a efectos de tipo cuántico. La radiación de Hawking recibe su nombre del físico británico Stephen Hawking, quien postuló su existencia por primera vez en 1976 describiendo las propiedades de tal radiación y obteniendo algunos de los primeros resultados en gravedad cuántica.

Según esta teoría, un agujero negro va perdiendo masa, a un ritmo inversamente proporcional a ésta, debido a un efecto cuántico. Es decir, un agujero negro poco masivo desaparecerá más rápidamente que uno más masivo. Concretamente, un agujero negro de dimensiones subatómicas desaparecería casi instantáneamente.

Cabe mencionar que la disminución de masa de un agujero negro por radiación de Hawking sería únicamente perceptible en escalas de tiempo comparables a la edad del Universo y tan sólo en agujeros negros de tamaño microscópico remanentes quizás de la época inmediatamente posterior al Big Bang. Si esto es así, hoy podríamos ver explosiones de agujeros negros muy pequeños, algo de lo que no se tiene evidencia alguna.