Stephen Hawking, el físico en constante revisión

Stephen Hawking (1942-2018) pasará a la Historia como uno de los físicos más determinantes, en especial, por sus contribuciones a la Cosmología. Sin lugar a dudas, uno de los grandes méritos de este científico fue su continua autoexigencia, el constante cuestionamiento de sus propias teorías.

La Teoría de la Relatividad General de Einstein supone la espina dorsal de buena parte de las contribuciones a la ciencia por parte del científico inglés. Así sucede con una de las más conocidas, el Big Bang, que surgió como consecuencia de buscar una explicación a cómo se generó el Universo. En honor a la verdad, el concepto ya había sido alumbrado tres décadas antes pero, como puede leerse en su libro The Large Scale Structure of Space-Time (1973, escrito con George Ellis), el científico inglés lo demostró.

En esencia, el Big Bang viene a indicar que hace unos 13.800 años se produjo una gran explosión que lanzó en todas direcciones la materia que ahora existe. En ese preciso instante, surgió el Universo, que no ha parado de expandirse, y se puso a andar el tiempo. Pues bien, hace casi medio siglo (1970) y en colaboración con Roger Penrose, Hawking desarrolló los llamados teoremas de la singularidad, en virtud de los cuales afirmó que el Universo comenzó en un punto de densidad infinita.

La singularidad es un concepto que acuñó Einstein, quien sostenía que los agujeros negros eran consecuencia del colapso de estrellas gigantescas que, al chocar, lo hacía hasta reducir su tamaño a cero con densidad infinita.

Penrose y Hawking probaron que para poder ser aplicadas las ecuaciones elaboradas por Einstein era preciso que, al menos, existiera un punto singular en el universo, es decir, que hubiera un punto en el que confluyeran todas las geodésicas del Universo.

Múltiples universos

El físico británico no encandiló siempre a toda la comunidad científica. En su libro El gran diseño (2010) aborda la Teoría del Todo. Hawking expuso que no existe tal teoría para poder describir nuestro Universo porque, en realidad, existen muchos Universos. Cada uno de ellos cuenta con leyes físicas diferentes, dándose la circunstancia de que en el nuestro propician que haya vida.

Esta nueva teoría despertó muchas suspicacias en algunos segmentos de la comunidad científica que llevaban décadas tratando de desarrollar la Teoría del Todo, por lo que lo tacharon de mera especulación.

La obsesión por los agujeros negros

Los agujeros negros fueron otra de las cuestiones en las que más trabajó Hawking. Obsesionado con estas regiones del espacio que cuentan con una cantidad de masa concentrada tan grande que es imposible escapar a su atracción gravitacional (incluidos los fotones, las partículas que transportan la luz a la mayor velocidad conocida) el científico tomó como base los estudios que previamente había realizado Albert Einstein con su Teoría de la Relatividad (1915).

Así fue como desarrolló la descripción de la evolución de los agujeros negros desde una perspectiva cuántica, esto es, la rama de la física que describe los fenómenos a escalas subatómicas.

Centrado en el análisis de su dinámica, el científico determinó en 1974 la existencia de radiación en los agujeros negros. Como consecuencia de ello, éstos dejaron de "ser inmortales’", de perdurar indefinidamente como la comunidad científica convenía hasta entonces, pasando a estar marcados por un final en el que terminaría por evaporarse. Su Teoría de la Radiación determina que estas regiones del espacio no sólo pueden emitir energía, sino también perder materia e incluso, desaparecer.

Desde su punto de vista, los agujeros negros no eran tan negros, sino que brillaban producto de esa radiación; un hallazgo reconocido por la Royal Society de Londres, que lo incluyó como nuevo miembro, pasando a ser uno de los más jóvenes de todos los tiempos, a la edad de 32 años.

Esta teoría, sin embargo, se daba de bruces con uno de los pilares de la Mecánica Cuántica, que determina que la información cuántica que lleva asociada la materia jamás se destruye; es lo que se llama "la paradoja de la pérdida de información".

Errores y revisiones

Toda una vida dedicada a la investigación no está exenta de errores. Así sucede con su teoría de la gravedad cuántica, que recogió en un artículo en 1983 firmado junto a su colega J.B. Hartle en la revista científica Physical Review. Se trata de una revisión de la teoría de la singularidad en el principio del universo. Tal revisión venía, incluso, a negar el Big Bang, lo que suponía una auténtica revolución científica. Sin embargo, esta nueva formulación contenía un error matemático que no pasó desapercibido por científicos como Claus Kiefer. Como consecuencia de ello, esta teoría ha sido abandonada.

El libro más vendido en el campo de la divulgación científica es Breve historia del tiempo (1988), con más de 10 millones de ejemplares vendidos. Escrito por Hawking a partir de su teoría de la gravedad cuántica, fue en parte rebatida por su colega John Preskill, con quien se llegó a jugar una enciclopedia, que perdió.

La paradoja de la información, fue la culpable de que en 2004 Hawking diera la razón a Preskill, tras lo cual dio un giro a su teoría de los agujeros negros. Si desde hacía muchos años había venido afirmando que los agujeros negros no destruyen información (aunque nunca fue capaz de demostrarlo), durante una conferencia aseguró que esta información era transmitida a otros universos. ¿Qué información? Pues de todo aquello que ha atrapado con su fuerza gravitacional, algo con lo que en alguna ocasión llegó a sostener que se podría conocer mejor el pasado y, además, prever el futuro.

Últimos hallazgos

La actividad investigadora de Hawking perduró hasta el final. Así, en 2015 hizo público un nuevo hallazgo durante una charla en el KHT Institute of Technology de Estocolmo y que venía a extender la solución a la paradoja de la información.

La nueva teoría del científico establecía que la información quedaba almacenada en los límites de los agujeros negros, “en el horizonte de sucesos, de donde puede escapar”, explicó. Esta información podría escapar de la región oscura antes de que ésta desaparezca, aunque lo haría de un modo indescifrable como consecuencia de su paso por el agujero negro.

Adicionalmente, Hawking expuso que quizás toda esta información se almacena en universos paralelos (de los que ya había hablado en El gran diseño), de manera que los agujeros negros saltarían de esa histórica concepción de prisión de la que la materia no escapa, a ser una suerte de pasaje hacia otros universos. Eso sí, sin posibilidad de retorno al universo original, expuso Hawking.