Vida de Stephen Hawking
Una estrella de los medios de comunicación, afectado por una enfermedad mortal, Stephen Hawking parece haber heredado de Einstein la fama y la reputación de genio. Su libro Historia del tiempo, se convirtió en película y sería bueno creer que la cosmología se ha convertido imprescindible para tener conversación en las fiestas sociales. La verdad es que Hawking no sólo resulta atractivo por los progresos intelectuales que ha hecho, sino por haberlos hecho sin la menor colaboración de su cuerpo. Sin embargo, la imagen no encaja con el hombre, cuyo magnetismo deriva en parte de su brillantez, su coraje y su vulnerabilidad; y en parte de su ingenio rápido, su debilidad por los pósters de Marilyn Monroe y su molesta humanidad.
Nacido el 8 de enero de 1942, se crió en las afueras de Londres. El padre, que pasaba buena parte del tiempo en África, era un médico especializado en investigación, pero Hawking rechazó la biología y a los catorce años estaba decidido a dedicarse a las matemáticas y a la física. Tres años después se matriculó en Oxford, popular entre los estudiantes y con fama de ser lo bastante inteligente para no estudiar.
Cuando Hawking hizo los exámenes finales previos a la licenciatura, después de varios años de no estudiar mucho, sus notas se situaron entre el sobresaliente y el notable. La admisión en Cambridge, la escuela por él elegida, exigía el sobresaliente. Convocado ante los examinadores, explicó la situación con toda franqueza. «Si saco sobresaliente iré a Cambridge —les dijo—. Si saco notable me quedaré en Oxford. Conque confío en que me darán ustedes el sobresaliente.» Y se lo dieron.
En Cambridge empezaron sus problemas, sus torpezas, a articular mal las palabras, que ya había aparecido en Oxford. Se le hizo difícil anudarse los zapatos. El padre se dio cuenta de esos problemas durante unas vacaciones de Navidad. Hawking, fue a un especialista y pocas semanas después se le diagnosticaba una esclerosis lateral amiotrófica, también llamada enfermedad de Lou Gehrig. Es una enfermedad degenerativa que hace que los músculos —pero no la inteligencia— se atrofien. La enfermedad, que por regla general afecta a personas de edad, progresó rápidamente al principio. Habiéndole dado dos años de vida, Hawking se sumió en la depresión.
Dos años después las cosas empezaron a mejorar. Se casó con Jane Wilde, una estudiante de bachillerato que había conocido antes del diagnóstico, y comenzó a aplicarse a lo suyo. Su tutor en la tesis, Dennis Sciama, recomendó a Hawking que conociera al matemático Roger Penrose, dedicado por entonces a estudiar qué ocurría cuando una estrella agota el combustible y se colapsa. Penrose demostró que, al expandirse el universo regido por la teoría de la relatividad general de Einstein, una vez que una estrella se colapsa más allá de un determinado punto, inevitablemente tiene que convertirse en una singularidad, el hipotético punto situado en el interior de los agujeros negros donde la materia se comprime hasta alcanzar una infinita densidad y donde el espacio, el tiempo y las leyes de la física dejan de operar. Estimulado por esta idea, Hawking empezó la investigación de las estrellas completamente colapsadas y encontró el trabajo de su vida.
Se le ocurrió a Hawking que, si una estrella podía colapsarse hasta ser una singularidad, el proceso debía ser posible en dirección contraria. Una singularidad puede ser tanto un principio como un final. En cuyo caso el universo, que se sabía que estaba expandiéndose, podría haber comenzado como una singularidad. Hawking pudo demostrar algo más que esto: un universo que se expande infinitamente, demostró, debe haber comenzado en una singularidad.
Pero ¿qué pasa si el universo no se expande infinitamente? ¿Qué pasa si contiene la suficiente masa para que la explosión vaya perdiendo velocidad y se invierta, para acabar en la fatal implosión llamada el Big Crunch? ¿También ese universo tendría que haber comenzado en una singularidad? La respuesta, dijo Hawking, era sí. En 1970 publicó, junto con Penrose, un artículo donde demostraban que el universo debía haber empezado como la singularidad del Big Bang.
Hawking tuvo otra ocurrencia: puesto que nada podía escapar de un agujero negro, éste nunca puede disminuir. Sólo puede seguir igual o aumentar. Con cada nueva porción de materia que ingiere, su masa aumenta.
Un investigador, Jacob Bekenstein, recogió la idea. Bekenstein vio un paralelismo entre los agujeros negros y la idea de entropía, la medida del caos azaroso dentro de un sistema. Según la segunda ley de la termodinámica, la cantidad de desorden de un sistema cerrado aumenta necesariamente con el tiempo; la entropía, como los agujeros negros, siempre crece. Puesto que todo sistema tiene entropía, cada vez que un agujero negro se traga otra porción de materia su entropía debe aumentar al mismo tiempo que su horizonte de sucesos. El tamaño del agujero negro y su cantidad de entropía podrían ser equivalentes.
Hawking rechazó la analogía. Su objeción era que en cualquier sistema con una cierta cantidad de desorden, o entropía, también tendría que haber temperatura, y todo lo que tiene temperatura, por baja que sea, emite radiaciones. «Pero los agujeros negros son objetos que se supone que no emiten nada». De ahí, decidió, que la comparación tenga que estar equivocada. Dos fisicos soviéticos convencieron a Hawking de que considerara la posibilidad de que los agujeros negros pudieran, pese a todo, emitir partículas. Cuando Hawking repitió los cálculos encontró que incluso los agujeros negros sin rotación debían emitir partículas de manera regular.
Llegó a esta conclusión estudiando los agujeros negros desde la perspectiva de la mecánica cuántica y del principio de incertidumbre, para los que el espacio nunca está del todo vacío. Más bien está poblado por pares vagabundos de partículas «virtuales» —gemelos de materia y antimateria— que oscilan entre la existencia y la aniquilación, todo en una fracción de fracción de nanosegundo, demasiado rápido para poderse observar. Hawking propuso que si tales pares aparecieran cerca del horizonte de sucesos, la partícula de antimateria podría ser absorbida por el agujero negro, mientras la otra, poquísimo más lejos, podría pasar más allá del monstruo y caer en el universo cotidiano. La partícula parecería estar brotando del agujero negro.
La radiación del agujero negro no procede en realidad del agujero negro sino de la capa de espacio que lo rodea. Sin embargo, la llamada radiación de Hawking tiene un peaje en el agujero negro, pues al entrar la partícula arremolinándose, como cae el agua por un sumidero, para nunca volver, su compañera, que no puede aniquilarse en ausencia del socio, no tiene más remedio que convertirse en materia. Lo cual exige energía. Esa energía tiene que proceder del agujero negro. Pero la energía, según Einstein, no es más que otra forma de la masa, y viceversa. De manera que cuando un agujero negro da a la partícula virtual una pizca de energía, también pierde una minúscula cantidad de masa, lo cual supuestamente no puede ocurrir. El agujero negro se encoge un poco y radia más deprisa.
En último término los agujeros negros se evaporan mediante una fuerte explosión equivalente a mil millones de bombas de hidrógeno de un megatón. Esto no ocurrirá en ningún momento próximo; el agujero negro tipo tardará unos 1067 años en desvanecerse.
Pero ¿qué pasa con los agujeros negros excepcionalmente pequeños? Hawking propone la posibilidad de que cuando el universo era joven y mucho más denso que ahora se crearan los agujeros negros primordiales del tamaño de una montaña. Estos miniagujeros negros, no debieron tardar mucho en evaporarse. Hawking imagina que deberían estar evaporándose precisamente ahora, desapareciendo en explosiones de rayos gamma. Los científicos, muchos de los cuales dudan de la existencia de estos, todavía están por detectar las señales delatoras de tales acontecimientos.
Hawking decidió que su anterior idea de que el universo comenzó con una singularidad estaba equivocada. Tal vez el universo espacio-temporal no comenzase de ningún modo. El argumento viene a ser algo así: si nos acercamos lo bastante al principio del universo, el tiempo no existe; si el tiempo no existe, no hay un momento de la creación, no hay momento del génesis, no hay momento de ninguna clase. Sin tiempo, no hay tiempo.
Por desgracia, los mortales ordinarios tenemos dificultades para pensar así. Hawking dice que en el universo parecería empezar y acabar en una singularidad. Pero en otro sentido el tiempo es una especie de círculo que no tiene principio ni fin. En esta propuesta «sin límites» Hawking compara, el universo con la Tierra. Se parta de donde se parta, nunca se acaba. Nunca empieza. De manera similar, «Preguntarse que ocurrió antes del Big Bang es como preguntarse por un punto situado un kilómetro al norte del Polo Norte. La magnitud que medimos como tiempo tuvo un principio, pero eso no significa que el espacio-tiempo tenga un límite, lo mismo que la superficie de la Tierra no tiene ningún límite en el Polo Norte.
A lo largo de todo esto Hawking ha proseguido su trabajo a pesar del devastador deterioro físico. En 1969, se vio obligado a usar silla de ruedas. Al final ha llegado a depender de los cuidados constantes de una enfermera y de estudiantes graduados que sepan interpretar su habla. Durante una traqueotomía de urgencia, en 1985, perdió por completo la facultad de hablar. Se le devolvió con un sintetizador que lleva en la silla de ruedas.
Hawking dice que alguna vez se encontrará la teoría unificada que combine los principios de la relatividad con los de la mecánica cuántica: «A su tiempo los grandes principios serán comprensibles para todo el mundo, no sólo para unos pocos científicos. Entonces todos, los filósofos, los científicos y la gente normal y corriente, podrán tomar parte en la discusión sobre el tema de por qué existimos nosotros y el universo. Si encontramos la respuesta a esta pregunta, será el definitivo triunfo de la razón humana: pues entonces conoceremos el pensamiento de Dios».
Blanca Álvarez <puede que eso llegue algún día, pero viendo lo mucho que a mí me ha costado imaginarme muchas cosas que aquí se dicen, creo que ese día está muy lejos, al menos de mí>. La sensación que me ha dado al leer esto es que Hawking tiene un cerebro tan privilegiado que ha sido capaz de superar la parte física que para la mayoría de nosotros es tan importante.
