Hoy nos despedimos de Stephen Hawking

Hoy, en el día de Pi, el día del cumpleaños de Albert Einstein, nos ha dejado Stephen Hawking. Uno de los científicos más importantes del siglo XX. Clave, junto a Roger Penrose, en la construcción descripción de la teoría del Big Bang, tal como la entendemos hoy en día, y en el desarrollo de las teorías sobre el comportamiento de los agujeros negros.  Clave en el acercamiento de la cosmología al público general gracias a sus magníficos libros divulgativos. Hawking nos ha dejado a los 76 años. Después de que a los 21 le fuese diagnosticada una enfermedad motoneuronal relacionada con la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), y se le pronosticase una esperanza de vida de apenas unos pocos años.

Tuve la suerte de coincidir con él en varios actos y de asistir a varias de sus conferencias y a una mesa redonda. En todos ellos sus ideas resultaron iluminadoras, y su sentido del humor y del espectáculo muy refrescantes. Recuerdo con bastante cariño su entrada, a ritmo de rock, en su conferencia en el congreso Starmus de 2015. Su insistencia en subir a visitar los observatorios del Teide y de La Palma, pese a que ello supusieses un peligro para su salud. Su empeño en participar, aunque tuviese que ser mediante videoconferencia, en la mesa redonda que tuvo lugar en el Gran Telescopio de Canarias. Incluso durante sus últimos  mantuvo siempre un gran entusiasmo por la ciencia y por la vida en general.

Hoy, el día que se despide de nosotros, me gustaría hacerle un pequeño homenaje repasando sus grandes aportaciones.

Científico

Aunque para la mayoría será recordado como figura pública y por su trabajo en divulgación, Hawking realizó algunas de las contribuciones a la física más importantes del siglo XX.

Su estudio de la teoría de la relatividad general de Einstein le llevó, junto a Roger Penrose, al concepto de singularidad. Una región del espacio-tiempo donde la materia y la energía generan una gravedad atractiva, y las curvas que pueden describir las partículas tienen un inicio o final, entonces la teoría tiene una singularidad. Es el punto de inicio de de todas las trayectorias posibles. Este punto es el que se conoce como Big Bang.

Tenemos también el caso en que las partículas puedan moverse por tiempo infinito, salvo que pasen por una región concreta del espacio, momento en el que todas convergen hacia el mismo punto. Este otro tipo de singularidad es lo que conocemos como un agujero negro.

Continuando con los agujeros negros, Hawking es responsable de enunciar la leyes generales que rigen la evolución de un agujero negro, y demostró que su evolución depende en exclusiva de su masa total. Es decir, no podemos diferenciarlos unos de otros, salvo por su masa.

La idea tradicional de un agujero negro es la de un cuerpo que absorbe todo, y no deja escapar nada. Un cuerpo que no deja escapar ningún tipo de energía, en física, debe tener una temperatura de cero absoluto. Pero el agujero negro, como todo sistema, tiene entropía, y por tanto una temperatura mayor a cero. Este concepto chocó durante mucho tiempo, hasta que Hawking publicó una descripción cuántica del comportamiento del espacio en los límites de un agujero negro. Debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, existen las fluctuaciones cuánticas del vacío. A partir del vacío se crean pares de partícula-antipartícula, que se desintegran mutuamente en un espacio de tiempo muy corto. En la mayor parte de los casos este proceso tiene un balance energético neutro. La energía gastada en crear el par se recupera cuando ambas se desintegran. Cuando uno de estos pares se forma en el límite del horizonte de sucesos, existe la posibilidad de que una de las dos componentes se forme dentro y la otra fuera, y de que la que se forma fuera escape del agujero negro. Cuando esto ocurra se verá una energía escapando del agujero negro, y el agujero negro habrá perdido la energía gastada en crear el par. Este fenómeno, conocido como radiación de Hawking, hace que los agujeros negros pierdan masa a un ritmo inversamente proporcional a su propia masa. Un agujero negro de baja masa se evaporará mucho antes que uno más masivo. Uno subatómico desaparecería casi al instante.

Hawking contribuyó también de manera notable a la descripción de las etapas iniciales del universo, en concreto a la etapa de inflación, al proponer una descripción cuántica sobre la misma. También al estudio del propio surgimiento del universo. Hawking defendió, y presentó evidencias, de que el universo podría haber aparecido de manera espontanea de la nada.

Divulgador

Stephen Hawking es responsable del interés por la cosmología de muchísima gente. Entre sus logros está el capaz de trasladar conceptos muy completos sobre la estructura e historia del universo a un lenguaje accesible y ameno, algo que no está al alcance de tanta gente. A lo largo de su carrera publicó un gran número de libros, algunos de los cuales han acabado convirtiéndose en obras imprescindibles para quienes desean adentrarse en los entresijos de nuestro universo.

Su libro más famoso, Historia del tiempo, fue publicado en 1988 y se convirtió en el libro de divulgación científica más vendido de la historia. En él, Hawking da una visión global sobre la estructura e historia del universo. Para ello parte de conceptos como el espacio y el tiempo, las partículas fundamentales que construyen toda la material y las fuerzas fundamentales que gobiernan el universo. Usando estas ideas explica la evolución del universo, desde su nacimiento en el Big Bang a su hipotética muerte, y las teorías de la relatividad general y la mecánica cuántica, necesarias para una descripción detallada. Completa el libro describiendo la búsqueda de una teoría de la unificación, capaz de describir todo el universo de una manera coherente y homogénea. La búsqueda de la teoría de la unificación es uno de los grandes objetivos científicos de las últimas décadas, y a día de hoy sigue siendo un problema abierto.

Hoy nos despedimos de Stephan Hawking, pero se quedan con nosotros su trabajo y sus ideas. Es un día triste por lo que perdemos, pero también debe convertirse en un día de celebración de todo lo que nos dio. Estoy seguro de que él apreciaría además que celebrásemos sus aportaciones el mismo día del cumpleaños de Einstein, el día de Pi.

Gracias por todo.