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ASTRONOMÍA

Adiós a Hawking

El icono de la inteligencia más abstracta de la Humanidad ha dejado un legado científico extraordinario, pese a su cuerpo marchito y a no haber recibido el Nobel de Física

 

Stephen Hawking, con la representación de un agujero negro, en el Festival Starmus en Tenerife en 2016. - FIRMA FOTO

Emiércoles 14 de marzo el mundo se despertaba con la noticia de la muerte del eminente físico teórico y cosmólogo Stephen Hawking. Falleció a los 76 años en su casa de Cambridge, rodeado de la intimidad de su familia. Stephen Hawking, postrado durante décadas en una silla de ruedas por la enfermedad motoneuronal relacionada con la esclerosis lateral amiotrófica que sufría desde los 21 años, saltó a la fama a finales de la década de 1980, cuando publicó su libro Una breve historia del Tiempo: del Big Bang a los agujeros negros, referente de la divulgación científica y, tras el inigualable Cosmos de Carl Sagan, el libro de divulgación astronómica más vendido de la Historia.

Ya nunca dejaría de realizar divulgación científica, participando a lo largo de los años en centenares de eventos, e iniciando un premio, la Medalla Hawking, para destacar la contribución de científicos y artistas en llevar la ciencia al público. Una persona luchadora, con un sentido del humor muy peculiar dadas sus circunstancias, llegó incluso a parodiarse a él mismo en famosas series como Los Simpsons, Futurama o La Teoría del Big Bang.

A pesar de su privilegiada mente poseía una humanidad sobresaliente, llegando a decir «el Universo no sería tan importante si no fuera el hogar de la gente a la que amas».

Más allá de la figura pública y de ser parte del acerbo cultural de las últimas décadas por la unión de una mente tan lúcida dentro de un cuerpo marchito, el icono de la inteligencia más abstracta de la Humanidad, Stephen Hawkins realmente fue un científico extraordinario que ha dejado un legado científico que es difícil de recopilar en unas líneas. A pesar de no haber recibido nunca el Nobel en Física (en desprestigio de este galardón), a Hawking se le otorgaron innumerables premios y reconocimientos, y sus breves apariciones públicas, a veces aportando comprometidas declaraciones, siempre ocupaban portadas en los medios de comunicación de todo el planeta.

¿Cuáles fueron sus contribuciones más notables a la ciencia? Durante su tesis doctoral en la década de 1960 se enfrentó a uno de los problemas más grandes que tiene la Relatividad General de Albert Einstein: la existencia de «singularidades», lugares-momentos en los que las leyes físicas se rompen. Tanto el Big Bang como los agujeros negros son singularidades en Física, al tener una enorme masa y energía comprimidas en un espacio muy pequeño. A la vez de mostrar de forma matemática la existencia del Big Bang, Hawking y Roger Penrose, otro brillantísimo físico teórico, demostraron que la Relatividad General no puede afrontar las singularidades: hace falta «algo más», otro marco teórico más elevado, para llegar a describir agujeros negros y el inicio del Universo. Estas ideas están ya tan caladas en la cultura científica que a muchos nos pueden resultar obvias. Pero confirmar esto por primera vez hace 50 años muestra un ingenio inigualable.

En la década de 1970 Hawking se peleó con los agujeros negros. Primero demostró que el área de un agujero negro sólo puede quedarse igual o crecer con el tiempo, pero nunca disminuir. Esta demostración no depende de la Relatividad General, sino que es parte de un marco muy básico de la gravedad tal y como la explica la geometría del espacio-tiempo.

Además, junto con los físicos John Bardeen y Brandon Carter, Hawking demuestra que la evolución de los agujeros negros se puede explicar básicamente en función de su masa total. También juegan un papel su carga eléctrica y su forma de girar pero, en esencia, es la masa del agujero negro la que rige su destino final. Esto se traduce en que da igual si el agujero negro se ha formado como colapso de una estrella o como colapso de un montón de planetas con la misma masa que la estrella: no se podría distinguir un agujero negro de otro. Las consecuencias que esto conlleva en Física son enormes y es un campo ingente de trabajo teórico en la actualidad.

Siguiendo con los agujeros negros, en esta época Hawking empezó a usar conceptos de la Mecánica Cuántica en su análisis. También es cultura general que las leyes de la Mecánica Cuántica (la teoría física que gobierna el mundo microscópico) son incompatibles con las leyes de la Relatividad General (la teoría física que gobierna el mundo macroscópico).

Justo en las singularidades, donde tanto la gravedad como los fenómenos cuánticos son importantes, ambas deben estar presentes. Stephen Hawking fue de los primeros físicos teóricos en explorar este conjunto de ideas.

Se dio cuenta de que, tratando la luz como partículas (fotones) tal y como describe la Mecánica Cuántica, y con la idea de las fluctuaciones cuánticas del vacío (donde partículas «virtuales» se crean y destruyen en tiempos muy pequeños), Hawking predijo que los agujeros negros en realidad emiten un tipo de radiación. Así, poco a poco, van disminuyendo su masa, su tamaño iría encogiendo con el tiempo, y tarde o temprano el agujero negro se desintegraría y desaparecería del Universo.

A la luz que emiten así los agujeros negros se la conoce ahora como «radiación Hawking» y desde hace años se están intentando diseñar algún experimento para confirmar su existencia.

En la década de 1980 Hawking volvió a estudiar el Big Bang. Primero fue capaz de concebir un modelo matemático en el que se saltaba la singularidad inicial del espacio-tiempo, de igual forma que no se puede ir más al norte cuando uno ya está en el Polo Norte, pero no por eso hay un abismo a su alrededor.

Esta idea valía para cualquier tiempo de Universo: cerrado (en el que la gravedad superaba a la expansión y todo volvía a un único lugar) o abierto (en el que estamos, con la expansión estirando el espacio para siempre). Después Hawking usó los conceptos de la Mecánica Cuántica para entender el Big Bang.

Sus aportaciones a este campo fueron fundamentales a la hora de cerrar la teoría de la inflación: el aumento exponencial en tamaño del Universo en los primeros instantes de la Creación, pieza fundamental para explicar las observaciones que vemos en la distribución a gran escala de galaxias y en la radiación cósmica de fondo.

Hawking demostró que la inflación sólo puede explicarse por fenómenos cuánticos. Es más, encendió la chispa de esa idea tan desbordante de que el mismísimo Big Bang sea consecuencia de una fluctuación cuántica del vacío, abriendo la hipótesis de que en verdad nuestro Universo no es único, sino uno más en una infinita variedad de universos: el Multiverso.

(*) El autor, astrofísico cordobés en Australian Astronomical Observatory / Macquarie University y miembro de la Agrupación Astronómica de Córdoba, escribe regularmente en el blog ‘El Lobo Rayado’ en la dirección de internet http://angelrls.blogalia.com. Puedes seguirlo en Twitter en

@El_Lobo_Rayado.