APORTACIONES DE STEPHEN HAWKING A LA FISICA

(Por Mario Castro) ns pasado 14 de marcha de dos mil dieciocho fallecía uno los setenta y seis años Stephen W. Hawking, uno del los científicos más admirados del los último tiempos, tanto de sus aportaciones académicas ns la física qué por su capacidad para divulgar entre los gran público problema de laa gran complicación teórica. Demasiados es de esta manera que su obra Breve historia del tiempo se ha convertido en a bestseller mundial. Detrás del la imagen más extendida del una conformado mediática uno la los con 21 años le diagnosticaron ELA y que son de hace lindo tiempo le tenía realidad inmovilizado, se encuentra un gran investigador y divulgador científico, lo ese le ha valido cantidad merecedor del importantes reconocimientos dentro de todo el mundo. Pero, ¿cuáles estaban sus aportaciones más relevantes a la ciencias y, de manera especial, ns la física? Este eliminar el objetivo del presente escrito.

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Stephen Hawking tenía los aura de una estrella después Rock. Amado y odiado, idealizado vía unos y denostado por otros, la realidad es que Hawking ser un físico, y de los buenos. Su infeccioso o sus opiniones para de la Filosofía y la religioso forjaron una fotografias que nubla al científico. Dentro de esta era después la pos-verdad, resultado cada vez más difícil distanciar el mito después la realidad. Denominada por esta causa principal (y porque me lo ha pedido un amigo), que escribo ser palabras dentro las que intentaré aportar la a visión, en ~ el ámbito puramente científico, de sus aportaciones un la físicamente y del su un golpe real dentro nuestra forma ese ver el mundo. Sirvan pues de reivindicación de Hawking científico y espero los disipen la nube de ignorancia creado por aquellos a los que agrada despreciar ns talento ajeno.

Todo lo ese escribo se pueden resumir dentro una la frase sencilla: desde el mundo después la física teórica se reconoce los Hawking ha sido ns científico que qué es más ha contribuido a nuestra visión ese la Gravedad desde Einstein. En una época en la ese la físicamente sólo yo tengo ojos hacía la mecánica cuántica y los partículas elementales, Hawking supo ten cuidado en es diferente dirección y aportó contestaba a problemas concretos todavía fundamentales (la relación adelante la gravedad y la físico Cuántica), y universales como el big Bang.

Para comprender la magnitud del sus contribuciones, eliminar importante acentuado tres “edades” científicas dentro de su carrera. Dentro de sus primeros años se se volvió en ns experto después referencia en los orificios negros, que son singularidades (“infinitos”) debidos uno la gravedad. Ese llegó su grande contribución acerca de la radiación ese los orificios negros. Finalmente, vía sus aportaciones a la visión cuántica del origen del Universo, alcanzan las que consiguió convertir los propio aerospacial en objeto de aprender científico. En cada una del estas tres etapas sus aportaciones cambiaron ns rumbo de la físico y, en muchos casos, tomaron a la comunidad científico por sorpresa.

El interés después Stephen Hawking de la Astronomía le estoy usando a contactar, como estudiante, con Fred Hoyle (el padre del la teórica del aerospacial estacionario y que, jocosamente, acuñó los término large Bang a ~ ridiculizar la hipótesis del un universo con un originarios temporal). La negativa ese Hoyle a regentar la tesis a Hawking ellos se referían a un varapalo para ns joven después Oxford, todavía le condujo hacia Dennis Sciama, desconocido para Hawking en aquel momento, que demostró tener la valiosa tecnología de conocer qué se cocinaba dentro todas las rangos de la físico teórica. Alcanzar ayuda después Sciama (mentor ese otros físico reputados) Hawking se centró dentro de el aprender de los agujeros negros. El propio Sciama le puso en contacto alcanzan el después joven matemático después Oxford roger Penrose. Éste, me dio sido quizás de probar ciertos teoremas que demostraban que laa estrella muy grande podría llegar a colapsar dentro una singularidad espacio-temporal que hoy en día conocemos como agujero negro.

Un agujero negro eliminar un punto dentro el los la densidad y la curvatura de espacio-tiempo se hacen infinitas, lo cual, probablemente, será incómodo para un lector sensato, pero alguno para los físicos, acostumbrados a lidiar alcanzar este tipo después «problemillas» matemáticos. A pesar de que ~ ~ estructuras son conjeturadas de Oppenheimer (el supervisor ese proyecto Manhattan), en realidad ns estructuras de las que charlaba Oppenheimer emergían dentro un mar de suposiciones para de la simetría después espacio que cuales tenían mucho que ver con la realidad.

La genialidad ese Hawking, y lo ese le catapultó instantáneamente al autorizado de su carrera (ya a lo largo de su época del estudiante ese doctorado), es decir la idea del extrapolar ese resultados ese Penrose alguna a la a estrella que colapsa que no al propio Big Bang. Dentro su visión, ns instante primigenio del aeroespacial era la a singularidad espacio-temporal como las que estudiaba Penrose. Hasta luego aún, y en un terreno además técnico, Hawking fue capaces de relajar algunas de ns restricciones ese Penrose encima de las hacha de simetría del espacio-tiempo a situación asimétricas qué el propio aeroespacial (que, qué percibimos si miramos al cielo, no es homogéneo, sino los está suficiente de «irregularidades»). Alguno quiero que en la metáfora se pierda el valor ese su aportación; aquellos resultados alguno eran solamente fruto de trasladar la a idea después un contexto a es diferente (que ya en sí mismo tendrá sido genial), sino que Hawking se vio forzado a generalizar las instrumentos matemáticas tradicionales hacia acomodar sus nuevos resultados, efectuando a su tiempo aportaciones a una rama de los matemáticas llama topología diferencial. En esta lineajes Hawking y Penrose publicaron en 1970 un elementos que generalizaba todos der resultados anteriores, y vía tanto ampliar aún hasta luego la generalidad de la propia teoría. Dicho carrera profesional le granjeó la distinción del fellow de uno del los colleges de Cambridge, algunos inusual ns los veintiocho años ese edad. En los mismo año, fue elegido como uno del los miembros hasta luego jóvenes después la royal Society. De entonces, la Física continúa atascada intentando explicar (o consistía en evitar) esta singularidad primigenia. De todo esto, como decía antes, los impacto ese Hawking dentro la Cosmología y dentro de nuestra visión del aerospacial sólo eliminar superada por los propio Einstein.

Desde un punto ese vista humano, estas contribuir resultan más abrumadoras con el en factura que padecía de hacía años de Esclerosis página Amiotrófica (ELA) y, ya en ~ 1974, cuales podía alimentarse solamente ni levantarse de la cama. Prácticamente, en ~ aquel la edad su voz era tan débil y su discurso tan entrecortado que sólo unos levemente allegados ellos pueden entenderle.

Poco de de de ellos trabajos sobre el origen después Universo, Hawking centró su interés en los propios agujeros negros, y por ahí se cierre la puerta lo que algunos biógrafos han denominado la “edad clásica” de Hawking. Dentro su segunda edad centró el interés dentro otro problema, despertar una vez qué es más por der trabajos del Penrose para agujeros negro giratorios. Penrose había probar que estaría posible extraído energía después un orificio negro dotado después un movimiento ese rotación, lo como fascinó a escritor de ciencia ficción qué Arthur clark o converses Sheffield. Si está bien la teorías resultaba fascinante, seguía enmarcada dentro el ámbito de la Física clásica (no cuántica). De su parte Hawking, dentro de colaboración alcanzar James Bardeen y Brandon Carter, desarrolló una “mecánica” visión de conjunto del orificio negro que, además de incluir el efecto describir por Penrose, tenía un asombroso parecido matemático alcanzan la termodinámica, dentro de la que el denominado horizonte de eventos (algo de esta forma como el área de pertinente del agujero negro) jugaba ns papel del la entropía después un sistemáticos termodinámico. Esta tipo de analogías estaban frecuentes en Física y, generalmente, cuales son además que casualidades o ns fruto de aproximaciones o simetrías dentro de la teoría. No obstante, un joven estudiante ese doctorado después Princeton llamado Jacob Bekenstein sugirió que se trataba del algo qué es más que después una metáfora. Dentro de principio Hawking se mostró escéptico, ya que si fuese de este modo el orificio negro sí una temperatura y vía tanto perdería energía dentro forma después radiación. El consenso general en ese momento ser que no es posible que el orificio pierda enérgico si trepar la iluminaciones se ve atrapado en su horizonte después eventos (¡por eso eliminar negro!).

Aquí venir la lunes genialidad ese Hawking, y probablemente su contribución qué es más relevante ns la física teórica: invoquemos uno la dinámica cuántica. Dentro aquellos años, la visión predominante (que prosigue siendo la actual, concretamente después del escepticismo crecimiento hacia la teoría del supercuerdas) es que la dinámica cuántica dota ese un personaje errático y probabilístico uno la dinámica ns escalas microscópicas. Una ese las consecuencias de carácter aleatorio de la naturaleza (abanderada por ns físico ricardo Feynman) eliminar que el espacio alguno está completo vacío, que no que es un mar caótico de partículas y antipartículas que, a lo largo de un brevísimo aceleración de tiempo se crean, separan, reencuentran y aniquilan entre sí (llamadas virtuales vía su corto tiempo después vida). Dentro de este contexto, Hawking intuyó los si uno del esos pares del partículas se crease en la frontera del un agujero negro, de semejante manera los una del ellas se crease adentro del horizonte ese eventos y la otra fuera, la primera será “engullida” por ns agujero, pero la segunda podría liberarse y distanciarse de él. Éste sería los origen ese la radiación del agujero negro. Dicho de otra manera, los orificios irradian materia, y en resultado podemos afirmar de su temperatura (llamada, acertadamente, del Bekenstein-Hawking). Finalmente, esta implica los los orificios no ellos eran negros de lo contrario grises; esto denominaciones un tecnicismo, pero es una la frase estupenda a ~ impresionar a los amigos tomando una cerveza.

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El carrera profesional de Hawking (publicado dentro de 1973) es aún considerado ns trabajo además relevante después su carrera, probablemente por ser el primer situación en el que las dual grandes teorías ese la físico teórica (la cuántica y la relatividad general) se dieron la mano. Qué es más allá ese las implicaciones obvias encima de los orificios negros, este trabajo abierto nuevos interrogantes los aún alguno se ellos tienen podido responder: ¿si el agujero negro se evapora, cuánto tarda dentro extinguirse?, si está a punto de extinguirse y combinación tamaño “cuántico”, ¿qué pasa alcanzan las diferencia cuánticas dentro de su interior?, y laa un poco además filosófica, ¿adónde va la información ese se pierde debida un la partícula que otoño en el interior del agujero? como digo, ser preguntas aún no tienen respuesta, y también incluso parte conjeturas propuestas por el propio Hawking han demostrado oveja falsas (y a él se ha retractado modestamente). Una después estas conjeturas me dio lugar en 1993 a una ese las apuestas qué es más famosas ese la Física, entre Hawking y der físicos Kip Thorne y hombre Preskill. Resulta curiosidad que pese a que el propio Hawking la dio por perdida dentro de 2007, son por ahora los otros dos los que cuales están tan persuadidos de su postura, dentro un secuestrador ejemplo ese anti-dogmatismo.

No contento alcanzar haber aplicado la relatividad visión de conjunto a la comprimir del big Bang, o del haber establecía una nueva afiliado de la física (la termodinámica de los agujeros negros), Hawking se embarcó dentro su tercer estupendo proyecto científico. Quizá motivado por su exitosa de consenso la físico cuántica y la relatividad visión de conjunto para lo entiendes los orificios negros, Hawking dedicó el resto del su carrera a la llamada cosmología cuántica, aunque alcanzar escarceos frecuentes en otros inconvenientes particulares. Si bien en sus famosos trabajos encima la radiación después los agujeros negros esa association se había aparecido exitosa, no era además que laa teoría semi-clásica: trataba del manera desigual los objetos cuánticos (las partículas) y clásicos (el espacio-tiempo y el orificio negro). Así que ser vez Hawking planteó laa agenda a la comunidad científico que incluso en estudiar ns Big Bang a través de una teórica unificada que bautizó qué cosmología cuántica. Ser agenda era, si cabe, hasta luego ambiciosa los la búsqueda de laa teoría unificada después las interacciones fundamentales, porque alguno sólo aspiraba a lo entiendes las interacciones de lo contrario a aplicarlas al aprendizaje del aeroespacial en su conjunto.

Durante los años 80, y aliado alcanzar el físico James Hartle, Hawking persiguió el asignaturas de la cosmología cuántica desde un punto del vista algo distinto al convencional. Entretanto que la visión predominante era la después encontrar una manera consistente ese cuantificar la gravedad, Hawking y Hartle se centraron en dos problemas complementarios.

Por un lado, dentro 1983, publicaron un carrera profesional titulado “La función ese onda ese Universo” en obvio referencia al objeto central de estudio de la dinámica cuántica: la función de onda, que explicar la probabilidad ese un ser físico. La novedad de este carrera es ese proponían a procedimiento alcanzan el que el estado después todo el aeroespacial podría oveja calculado. En entrecomillado la son de “podría” porque, como en algunos resultados de un leon Turing encima las máquinas ese estados finitos, los diablo está en los detallado y aún alguno sabemos cómo realizar aquel cálculo.

No obstante, la relación de los trabajo está dentro que, como con sus primero trabajos para la singularidad después Big Bang, cambié la forma dentro de que la ciencia aborda el problema del origen de Universo. El aeroespacial ya alguna era algunos metafísico, uno «contenedor» dónde habitamos, a objeto de especulación. Hoy dia estaba tema a preguntas antes de relegadas al laboratorio: de cuales está hecho, qué es su edad, cómo surgió, de qué forma evolucionó…

Su lunes objetivo a lo largo de aquellos años se centró dentro de la idea después tratar ns tiempo como una dimensión (al capital social que la altura, la anchura y la profundidad) mediante un truco, qué ingenuo, se llama el cronometraje imaginario. Para los que tengan parte conocimiento ese matemáticas, se trata ese medir el coordinación cronometrada en una variable que denominaciones proporcional al metula “i”, ese se define como la raíz cuadrada ese -1. Este artificio permite estudiar las singularidades espacio-temporales de tal manera que dentro de lugar de tener infinitos, que alguna resistirían un analizar cuántico, tenemos un originarios del universo “suave”. Roger Penrose suele explicar esta resultado alcanzan una analogía: aunque no tiene sentido afirmar de latitud dentro el polo norte, podemos caminar acerca él. Del mismo modo, du la noción de tiempo cuales tiene sentido en el huge Bang, pueden existir perfectamente dicho big Bang.

A pesar ese la originalidad después estos desarrollos, no tuvieron tanto carado en la comunidad científico como sus trabajos previos, por lo que dentro de parte ellos tienen quedado relegados a qué exótico. Todavía su provocativa agenda de creación una cosmología cuántica obtención uno de las decisiones además influyentes de los últimos 40 años, que él​ mismo acuñó alcanzan el atrayente nombre después “la teoría después todo”. Curiosamente, ns énfasis que los propio Hawking hizo encima este tema dentro de su libro de datos «Una breve historia del tiempo» ha popularizado esa idea ese tiempo como un espacial imaginario -en los sentido matemático de número complejo.

A finales de los 80 y en los 90 Hawking realizó etc aportaciones puntuales ns la teórica del aerospacial inflacionario de alan Guth, la producción después helio dentro de universos anisotrópicos después Big Bang, la llamada telefónica cosmología “N grande”, el cálculo ese la matriz ese densidad de Universo, la topología y inventar del Universo, los llamados universos bebés, los instantones después Yang-Mills, las espumas espacio-temporales, algunos ideas sobre la supergravedad, o algunas además populares entre ns gran público qué la flecha del coordinación cronometrada o los orificios de gusano.

Pero Hawking no volvió a oveja un líder o a pionero como en décadas anteriores. Esto coincidió, en parte alcanzar sus crecientes problemas físicos. En 1985, se contagió del neumonía y tuvo que someterse a laa traqueotomía, lo que le impidió afirmar irreversiblemente, y son de entonces se limitó un escribir en una computadora alcanzar pequeños movimientos de su cuerpo, y reproducirlo alcanzan un sintetizador ese voz. La otra causa por la que sus contribuciones científicas ellos eran perdiendo carado se debió, probablemente, ns su dedican a la revelaciones científica. Su primer libro, “Una breve historia del tiempo” (1988) se convirtió instantáneamente en un superventas mundial; estuvo adelante los hasta luego vendidos durante 237 semanas en la lista de los Sunday Times entrando dentro el libro de los récords. Ha vendido casi 10 millones de me escuchas y ya va vía su cuadragésima edición. Posteriormente ha escrito otros libros, qué una versión condensada y actualizada en colaboración alcanzan Leonard Mlodinow (“Una brevísima historia del tiempo”) o el qué errático “El gran diseño”, que ellos tienen ido perdiendo relevancia alcanzan los años, de la misma manera que sus últimos hacer científicos.

A encabezamiento personal, quiero enfatizar el impacto del “Una breve antesala del tiempo”. Aquellos que crecimos viendo los Cosmos de carl Sagan y leyendo un Stephen Hawking fuimos atraídos cara la Física alcanzan un pasión casta a la atracción ese un adolescencia por ns Rock, casi como esas partículas virtuales en la proximidad después un orificio negro. Qué decía al principio, Hawking para siempre tuvo ns aura después super-estrella. Como los mitos ese la musical (John Lennon, Jimi Hendrix o Keith Moon) su vida personal alimentó su leyenda, todavía -parafraseando ns Vito Corleone- pregunten por por ahí y apellido dirán los SÍ, ese Stephen Hawking ha sido y siempre eso un científico genial, y no científico serio chozas dudas acerca de su talento y su impacto dentro de la física contemporánea.

Ver más: El Primer Periodo Presidencial De Porfirio Diaz, Mã©Xico Bajo Porfirio Dã­Az, 1876

Artículo desarrollado por Mario Castro Ponce, doctor dentro Física de la comrcialmente Complutense ese Madrid, profesor del ICAI (Universidad P. Escolaesportivacoralcolon.net) y miembro del consejo consultor de la Cátedra Francisco joe Ayala después Ciencia, tecnológica y Religión.