TECNOLOGÍA Y CIENCIA |
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“La víctima debería tener el derecho de poner fin a su vida, si quiere. Pero creo que sería un gran error. Por mala que la vida parezca, hay siempre algo que puedes hacer y tener éxito. Siempre que haya vida, hay esperanza”. People’s Daily, - 2006
Este miércoles falleció en su casa de Cambridge a los 76 años de edad Stephen Hawking, una de las voces científicas más relevantes y sin duda mente privilegiada que por mérito propio se transformó en una figura imprescindible para la historia, no solo por su brillante trabajo el cual produjo algunas de las aportaciones al conocimiento más importantes del siglo XX o por su brillante capacidad de divulgación e inteligente sentido del humor gracias al cual acercó el interés por la ciencia y la razón a varias generaciones, si no porque con su fallecimiento, el mundo pierde uno de los mayores ejemplos de superación y solidaridad de todos los tiempos.
Su nombre figura ya entre, el de los grandes científicos de la historia que se estudiarán en el futuro junto a Newton, Kepler, Darwin o Einstein aunque nunca recibió el premio Nobel pese a que pocos científicos pueden haberlo merecido más que el.
Desgraciadamente la suerte nunca fue de su mano, pues la Real Academia de Ciencias de Suecia exige que las teorías tengan una comprobación empírica para ser laureadas, pero su complejo trabajo a día de hoy y con la actual tecnología no permite encontrar con facilidad esas pruebas que puedan verificar los postulados de Hawking. Muchos expertos calculan que esa tecnología estará disponible probablemente en tan solo una o dos décadas, pero desafortunadamente el físico británico, que estudió los agujeros negros, esos objetos cósmicos de enorme masa, cuya gravedad es tan intensa que no deja escapar ni a la luz, consiguió descifrar algunos de sus secretos, facilitando su comprensión, al igual que la historia del universo o su trabajo en la teoría de la relatividad general, pero no resultaron incomprensiblemente, un legado suficiente para recibir el máximo galardón de la comunidad científica. Vamos a intentar con estas líneas no solo acercar sus descubrimientos y que se pueda comprender la importancia de su gran trabajo, sus brillantes reflexiones o advertencias acerca de una gran variedad de materia si no el doble mérito que supone para un hombre que estudio un Universo que parecía haberse puesto en su contra desde su despertar a la vida.
“Sería aburrido ser Dios, sin nada más por descubrir” (…) la raza humana necesita siempre un desafío” (…) si un día se lograse ese objetivo, hacer después ciencia sería “como practicar ahora el montañismo en el Everest” (2005)
Un comienzo normal
Pocas veces en la historia el mérito de un ser humano va tan ligado a su trayectoria vital y es tan necesario conocerlo para entender el prodigio que representa, así que retrocederemos hasta Oxford, el 8 de enero de 1942 donde nació Hawking, cuando sus padres, Isobel y Frank Hawking investigador biológico, marcharon buscando refugio de los bombardeos alemanes de Londres. Después del nacimiento de Stephen (al cual más tarde se le unirían Philippa y Mary y Edward, este último hermano adoptivo) la familia regreso a Londres, donde su padre dirigía la división de parasitología del National Institute for Medical Research. La guerra terminó y Hawking desarrollaba su vida tranquilamente como un niño más, de hecho era un estudiante normal, bueno y aplicado pero sin destacar. Al llegar el momento de los estudios universitarios, Hawking deseaba estudiar matemáticas, pero su padre quería que siguiera sus pasos y estudiara en el University College de Oxford. Pero el problema era que en aquella época tal disciplina todavía no se estudiaba en Oxford, así que Hawking se matriculó (por suerte) en ciencias naturales obteniendo de paso una beca. Una vez allí, comenzó su interés por la física donde las abstractas y complejas teorías de la relatividad y la mecánica cuántica excitaron su curiosidad. En esa época, la universidad no podía ya calmar sus inquietudes y deseo de conocer, era un joven con preguntas, atrapado en el sopor de sus estudios que paliaba en cierta forma con su afición por el remo, deporte que practicó durante su estancia en Oxford donde entrenó con su equipo para mitigar su bullicioso cerebro.
Imagen de Stephen Hawking junto a su mujer Jane Wilde el día de su boda en 1965
“Mis expectativas se vieron reducidas a cero cuando tenía 21 años. Todo desde entonces ha sido un beneficio. (The New York Times - 2004)
Todavía tardó en destacar, incluso después de su examen final, fue necesario otro examen oral para convencer a sus educadores que dentro de su cabeza había algo más que un cerebro mediocre y por suerte supieron verlo al final, aunque fuera in extremis.
Una historia de lucha, superación y fe en la humanidad Tras su titulación en Oxford en el año 1962, hizo sus estudios de posgrado en el Trinity Hall de Cambridge, obteniendo su doctorado en física en 1966 y fue precisamente en esta época donde todo comenzó a torcerse. Durante toda su vida Hawking había sido un niño y un joven absolutamente normal pero al poco tiempo de llegar a Cambridge para realizar su doctorado comenzó la batalla contra la enfermedad que le persiguió durante toda su vida como ya conocemos. Al poco de iniciar su estancia en Cambridge, comenzó a desarrollar lentamente los síntomas de la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). La ELA es una terrible enfermedad neuromuscular en la que las motoneuronas, un tipo de células nerviosas, que controlan el movimiento de la musculatura voluntaria, gradualmente disminuyen su funcionamiento y mueren, provocando debilidad y atrofia muscular. Pero la definición médica queda lejos de explicar las terribles consecuencias de esta enfermedad, aunque el resultado es en parte por todos conocido, precisamente gracias a su imagen pública, donde su fabulosa mente quedó atrapada en un cuerpo atrofiado que se desplazaba en silla de ruedas mientras que poco a poco se iba deteriorando. Sin embargo ni este terrible adversario no le ganó la batalla, su voluntad durante sus primeros dos años en Cambridge casi fue quebrada, pero después de que la enfermedad se estabilizara, con el inapreciable apoyo de su tutor, Dennis William Sciama y su mujer Jane Wilde, volvió a trabajar en su doctorado de física y continúo incansablemente su trabajo hasta el final de sus días.
“Einstein estaba equivocado cuando dijo ‘Dios no juega a los dados’. La consideración de los agujeros negros sugiere que, no sólo Dios juega con los dados, sino que a veces nos confunde arrojándolos donde no se pueden ver”. (La naturaleza del espacio y el tiempo - 1996)
Un trabajo que siempre realizó sin perder su genial sentido del humor (llegó a interpretarse a sí mismo en The Big Bang Theory en una memorable escena junto a Jim Parsons). Su deseo y pasión por la divulgación de la ciencia era sencillamente extraordinaria, se supo adaptar con ejemplaridad a las crecientes restricciones físicas y de comunicación que tenía, confiando siempre en la tecnología para seguir adelante.
Su sintetizador de voz quedará en nuestras mentes para siempre como el mejor testimonio de su fe en la tecnología y en la humanidad para superarse a través de la ciencia, sin dejar de un lado nunca un plano humanista excepcional, llegando a decir frases tan contundentes como: “Debemos tener miedo del capitalismo, no de los robots” advirtiendo que la desigualdad económica se disparará a medida que más y más puestos de trabajo sean reemplazados por equipos automatizados, mientras que los adinerados propietarios de esas tecnologías se nieguen a compartir su riqueza y miren hacia la solidaridad como principio de las relaciones humanas.
Stephen Hawking junto a Jim Parsons (Sheldon Cooper) durante el rodaje de The Big Bang Theor
"Si las máquinas producen todo lo que necesitamos, el resultado dependerá de cómo se distribuyen las cosas. Todo el mundo puede disfrutar de una vida de lujo y ocio si la riqueza producida por las máquinas es compartida, o la mayoría de la gente puede acabar siendo miserablemente pobre si los propietarios de las máquinas logran cabildear con éxito en contra de la redistribución de la riqueza"
El gran legado
Aunque lo vamos a intentar resulta difícil explicar en pocas líneas el legado de Stephen Hawking, incluso con muchas o muchísimas, para la mayor parte de la nosotros por ejemplo los estudios de Hawking sobre los agujeros negros apenas son comprensibles, son unas extrañas estructuras en las que el tiempo deja de existir y donde ni siquiera la luz puede escapar por su enorme masa. Este gigante de la física teórica del siglo XX con sus trabajos y las preguntas que ha dejado sin responder ha indicado el camino que a la física le queda por hacer en el siglo XXI, repasémoslo pues: Singularidad y relatividad general Al comienzo de su carrera cuando el fantasma de la ELA comenzaba a marcar su vida Hawking se enfrentó a uno de los mayores problemas que presentaba la relatividad general a principios del último cuarto del siglo XX. No se comprendía que ocurría cuando la materia y la energía se acercaban a su límite de volumen, es decir cuando comprimimos una gran cantidad de materia y energía en un volumen muy pequeño tendente a ser cero. La teoría enunciada por Albert Einstein, nos obligaba mostraba la gravedad como la manifestación de la estructura maleable del espacio-tiempo, así que este espacio-tiempo existía cuando había energía y flujos de energía en él y acomodaba su geometría a dichas energías y flujos. Pero pronto se observó que la relatividad general, no podía resolver ciertos problemas que se podían plantear y la relatividad general solo aportaba un poco más de exactitud a los cálculos que se resolvían con la mecánica Newtoniana. Pero Hawking demostró que la teoría de la relatividad general predice su propio límite de aplicabilidad, además la relatividad general permitía analizar y buscar respuestas a preguntas que la teoría Newtoniana eran casi imposibles de resolver ya que permitía trabajar con cantidades tremendas de energía encerradas en volúmenes muy pequeños llegando a los agujeros negros o estudiar todo el universo como conjunto lo que permitía pensar en el origen del universo.
“He vivido con la perspectiva de una pronta muerte durante los últimos 49 años. No le tengo miedo a la muerte, pero no tengo prisa por morir. Es tanto lo que antes quiero hacer” (The Guardian - 2011)
Así que Hawking, junto a Roger Penrose, no solo demostró que la teoría de la relatividad general predice su propio límite de aplicabilidad en ambos casos mencionados, agujeros negros y el origen del universo, si no que junto a Penrose demostraron un conjunto de teoremas que afirman que si en una región del espacio-tiempo tenemos materia y energía generando gravedad y las curvas que pueden describir las partículas en dicho espacio-tiempo tienen un inicio/final entonces la teoría tiene una singularidad.
Determinaron que si fueramos capaces de seguir las trayectorias de todas las partículas de un espacio-tiempo concreto y encontramos que todas estas trayectorias tienen un punto inicial, resultaría que ese punto es una singularidad, es decir lo que conocemos Big Bang. Además si estudiando una zona del espacio-tiempo en la que vemos que las trayectorias de las partículas pueden ir desde el menos infinito hasta el más infinito salvo si pasan por un lugar donde todas las líneas que entran en ella comienzan a converger en un punto, entonces podemos afirmar que tenemos otro tipo de singularidad, es decir un agujero negro. Fuera de él, las partículas pueden moverse libremente por todo el espacio-tiempo, pero cuando las partículas atraviesan una zona que delimitada un agujero negro llamada el horizonte del agujero, las partículas irán inexorablemente condenadas a marchar hacia la singularidad si poder salir nunca más. Gracias a estos teoremas de singularidad, a finales de los años 60, la teoría de la relatividad general renació y revitalizó dando pie a que muchos científicos se interesaran por ella y profundizaran en las investigaciones.
Stephen Hawking y el presidente y líder sudafricano Nelson Mandela, durante un encuentro en 2008 en Johannesburgo
He enseñado a estudiantes y trabajado con científicos de todo el mundo y es así como la ciencia debería avanzar: sin barreras ni fronteras”
Al llegar la década de los 70 Hawking profundizó su trabajo en los agujeros negros, descubriendo que el área del horizonte de un agujero negro no puede disminuir con el tiempo, es decir la región a partir de la que ya nada puede escapar.
Explicó cómo no hay ningún proceso físico que haga posible, hacer decrecer el área del horizonte de un agujero y con el tiempo el área del agujero o permanece igual o crece, demostrando a su vez que las leyes que rigen la evolución de un agujero negro solo dependen de la masa total del agujero negro, dando lugar a un célebre artículo publicado en 1973 junto a J. Bardeen y B. Carter en el que se demuestra que las leyes que rigen la evolución de un agujero negro solo dependen de la masa total del agujero negro, su carga eléctrica y como gire. Esto significa que no podríamos distinguir dos agujeros negros de igual masa, igual carga y que giraran del mismo modo. Chocando con la Entropía: Radiación Hawking Llegado este punto los estudios de Hawking ya habían puesto el mundo de la física patas arriba otra vez como hiciera Einstein en 1915 ¿Por qué? Sencillamente: la entropía no encajaba. Es decir, los sistemas físicos hasta ese punto tenían entropía, lo cual significaba que debían estar formados por partículas elementales y por tanto necesariamente debían de tener temperatura. Por otro lado la entropía de un sistema permanece constante o aumenta con el tiempo.
“Si encontramos la respuesta a eso, sería el último triunfo de la razón humana, porque entonces conoceríamos la mente de Dios” (Una breve historia del tiempo - 1988)
¿Pero qué ocurre en un agujero negro?, Sencillamente Hawking renegó de estos planteamientos en un agujero negro: ya que no pueden emitir nada, aunque todo cuerpo con temperatura emite radiación electromagnética, sin embargo, los agujeros negros no … Entonces, ¿Si un agujero negro no puede emitir nada su temperatura es el cero absoluto.?
En 1973 Hawking publicó un artículo donde mostró a través de planteamientos cuánticos lo que realmente sucedía, a través del fenómeno de la luz, compuesta de partículas llamadas fotones. Donde uno de los estados sería aquel donde el número de fotones es cero y nos encontraríamos el vacío. Si estuviéramos en un espacio sin gravedad y se determinara que estamos en el vacío, es decir no hay fotones, todos daríamos por hecho este estado, es decir tal apreciación sería válida para todo el mundo. Si ahora planteamos la misma cuestión con un agujero negro y un objeto se precipitara en el, se determinaría que está en el vacío todos los objetos que estén estacionarios lejos del agujero, observando que están recibiendo partículas, fotones o radiación por ejemplo. Así que los observadores que estuvieran fuera del agujero negro verían radiación saliendo del mismo, pues sería un efecto de que el vacío descrito por la teoría cuántica de la materia ya no sería el mismo para todos los observadores, a esta radiación se le bautizó con el nombre de radiación Hawking. Ahora bien, si observamos salir radiación de un agujero negro ¿Esa radiación lleva energía? ¿De dónde viene? Lógicamente del agujero negro, por tanto el agujero negro perdería masa y por tanto disminuiría con el paso del tiempo, es decir se iría evaporando. Explicaciones a toda velocidad Al llegar los años 80, aunque ya se aceptaba la teoría del Big Bang, con una fase inicial de crecimiento acelerado llamada inflación, resultaba difícil de explicar, así que Hawking ofreció dos aportaciones determinantes fundamentales para explicar este periodo de formación. Con la ayuda de Gary Gibbons explicaron que en un Universo en expansión a toda velocidad aparecería un horizonte y por otro trataron de explicar el origen de las galaxias.
Imagen en Cambridge del primer encuentro con Bill Gates en 1997
“Debemos ampliar nuestra definición de riqueza para incluir en ella el conocimiento, los recursos naturales y la capacidad humana y, al mismo tiempo, aprender a compartir cada uno de ellos más justamente. Si lo hacemos, no hay límite para lo que los seres humanos pueden lograr juntos” (The Guardian - 2016)
La teoría explicaba que el universo se expandió muy rápido por un breve periodo de tiempo, en el cual cambiaba su geometría a toda velocidad, pero según explicaba la relatividad general si la geometría cambiaba debía ser porque algo está dando esa energía al espacio-tiempo.
A este campo físico, que todavía desconocemos se le bautizó como inflatón, aunque se describía de forma similar al campo de Higgs, indicando Hawkings que debía ser explicado por medios cuánticos. El proceso lo describió como irregular, es decir, no se desarrolló en todos lugares por igual, en los puntos en los que tenía valores energéticos menores lo hizo antes y en los puntos en los que tenía valores mayores tiempo después. Eso originó regiones más densas y regiones menos densas en el universo, siendo observable en la radiación cósmica de fondo, donde podemos observar zonas más frías y más calientes porque hay diferentes densidades de materia en ellas. Con el paso del tiempo y la acción de la gravedad las zonas más densas atrajeron más materia y energía que las menos densas, lo cual con el paso de miles de millones de años originó grandes agrupaciones de materia flotando en un gran vacío. ¿Cuándo comenzamos? Hawking siempre se pregunto por el momento exacto en el que el universo comenzó a existir y junto con sus colegas Turok y Hartle propuso algo sorprendente pero completamente factible: El Universo podía haber nacido de la nada, espontáneamente y que a partir de ese momento comenzara su evolución. Resulta un planteamiento sorprendente que seguiremos estudiando y discutiendo durante años, generaciones probablemente, pero no es la única cuestión que nos dejo, si no toda una serie de enigmas en los que se basará en trabajo de la física del futuro próximo., de hecho nos ha dejado interrogantes de los cuales dependerá como entenderemos la física misma en el futuro. La física que conocemos, especialmente la cuántica, señala que siempre podemos conocer el origen de un sistema físico. Según la física actual, especialmente la cuántica, si fuéramos capaces de capturar toda la radiación características y valores de absolutamente toda la materia y aplicáramos las ecuaciones de la física cuántica a todos esos valores revirtiendo el tiempo, podríamos llegar a un origen.
Stephen Hawking habla sobre el universo y ciertas cuestiones (subtitulado)
Video propiedad de TED
“Creo que sería un desastre. Los extraterrestres probablemente estarían más avanzados que nosotros. La historia de razas avanzadas que se encuentran con gente más primitiva en este planeta no es muy feliz, y eran de la misma especie”. (National Geographic Channel, 2004)
Pero los agujeros negros se “evaporan” emitiendo radiación, pero ocurre que los cálculos nos dicen que si capturamos toda la radiación de un agujero negro que se extinguiese, no nos sería útil para determinar el origen de esa radiación, no podríamos determinar su historia. Eso es debido a que la radiación es puramente energía térmica, no existe un orden de donde extraer información, es decir, se ha perdido.
Y aquí llega la sorpresa: eso significaría que no estaríamos comprendiendo correctamente la Física Cuántica. ¿Realmente la información se pierde en los agujeros negros? ¿Se extingue? ¿Quizás llega a otro lugar? Y en este punto nos encontramos, Hawking revolucionó la física e hizo con sus planteamientos revisar todas nuestras creencias en materia científica, puesto que dio una tremenda patada a sus robustos pilares desde su silla, haciéndonos que nos cuestionemos si realmente estaba equivocada y necesitaba ser corregida. Al igual que en el plano científico nos ofrecía preguntas y respuestas, de igual manera ocurrió en el plano humano, durante años nos ofrecía su pasión por el universo y por los grandes interrogantes que se plantea el ser humano, desde un estado físico que muchos podríamos considerar insoportable, ejemplarizando y definiendo la mejor esencia del espíritu humano, la búsqueda de respuestas para todos los problemas de la humanidad a través de la razón, la solidaridad y el amor, rechazando el odio, el rencor y la avaricia sin importar lo que nos depare el destino, siempre de buen humor y listos para contar el próximo chiste.
“La desventaja de mi celebridad es que no puedo ir a ninguna parte del mundo sin ser reconocido. No es suficiente llevar gafas de sol oscuras y una peluca. La silla de ruedas me delata”. (TV israelí - 2006)
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Autor: Mani G. (ManiPinkless)
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