El gran problema de la física que deja Stephen Hawking

En sus memorias, Breve historia de mi vida, Stephen Hawking recuerda que pasados sus años de estudiante tuvo que elegir un campo de estudio en el que ganarse la vida como científico. En la universidad había sido un estudiante vago, malísimo en matemáticas, pero también convencido de que las personas más listas de su generación se dedicaban a la física. Finalmente, escogió la física teórica porque en ella podía hacerse un nombre con una idea gestada “en una tarde, o antes de irse a dormir”, escribió con sorna.

Las dos grandes contribuciones científicas de Hawking tienen que ver con los agujeros negros. La teoría general de la relatividad de Einstein predice la existencia de estos objetos formados a partir de estrellas colapsadas que concentran tanta masa, densidad y presión que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su empuje gravitatorio y es engullida para siempre. En 1974 Hawking propuso que los agujeros negros no son tan negros después de todo, pues emiten radiación en forma de calor. Al final sí hay cosas que pueden escapar a un agujero negro, concretamente lo que pasó a llamarse radiación Hawking. Eventualmente todos los agujeros negros acaban desintegrándose en una gran explosión, pero normalmente los objetos de este tipo son tan grandes que tardarían en desaparecer más de 13.700 millones de años, la edad del universo. La teoría de la radiación Hawking se centraba en agujeros mucho más pequeños formados a partir de fluctuaciones en los orígenes del universo. Estos sí pudieron desintegrarse “produciendo tanta energía como un millón de bombas atómicas”, escribió el científico.

Lo más importante es que este fenómeno se debía a efectos cuánticos, con lo que conectaba las teorías de lo muy pequeño con las leyes de Einstein que sirven para describir el universo a grandes escalas. La unificación de esas dos teorías es el gran problema de la física que Hawking quiso resolver y no pudo.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo

La radiación de Hawking nunca ha sido observada y, más de 40 años después, su posible detección es un asunto que enfrenta a los expertos. “Desde el punto de vista teórico su propuesta es muy robusta, aunque probablemente nunca se pueda confirmar, debido a que esos agujeros negros no sobrevivieron a los comienzos del universo”, opina el cosmólogo Viatcheslav Mukhanov

Lo que sí se ha podido probar es otra predicción que Hawking hizo en 1982 de forma independiente al equipo de Mukhanov y Gennady Chibisov. Los físicos propusieron que el origen de las galaxias está en pequeñas fluctuaciones cuánticas, semillas microscópicas de las que floreció la estructura macroscópica del universo. En 2013, el satélite Planck realizó el mapa más detallado del fondo cósmico de microondas, la radiación más antigua del universo. En sus imágenes se apreciaban pequeñas diferencias de temperatura cuya explicación más plausible eran las fluctuaciones cuánticas predichas por Hawking y sus colegas rusos, un descubrimiento por el que Hawking y Mukhanov recibieron el premio Fronteras del Conocimiento BBVA en 2016.

“Es impresionante que estos trabajos teóricos han tenido o están teniendo verificación experimental”, opina Luis Álvarez-Gaumé, cosmólogo del laboratorio europeo de física de partículas CERN. “La parte cosmológica con satélites como Planck y WMAP, y la parte de agujeros negros gracias a la detección de fusiones de agujeros negros a través de ondas gravitacionales. Ambas verificaciones hubiesen merecido un premio Nobel”, asegura.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo, además de llegar a ser el científico más famoso del mundo. “Tenía una capacidad increíble para crear y ordenar las ideas en su cabeza. Después trabajaba con estudiantes y colegas que escribían una fórmula en la pizarra, él la miraba, decía si estaba de acuerdo y les contaba qué había que hacer después”, recuerda el astrónomo Martin Rees. Rees conoció a Hawking en Cambridge cuando era un estudiante dos años mayor que él y ya tenía dificultades para mantener el equilibrio y hablar. “Pensaban que ni siquiera viviría lo suficiente como para terminar la tesis, pero asombrosamente ha vivido hasta los 76 años”, ha recordado el astrónomo en declaraciones a Science Media Centre.

Hawking siguió haciendo ciencia y publicando estudios hasta hace pocos meses. En uno de sus trabajos recientes revisaba las teorías sobre el horizonte de sucesos de los agujeros negros, el punto de no retorno más allá del cual nada puede escapar. El físico aseguró que los agujeros negros no existen, en el sentido de que, en contra de lo que se pensó durante décadas, sí hay cosas que pueden escapar al horizonte de sucesos.

Hawking contaba que poco después de que le diagnosticaran su enfermedad, a los 21 años, ingresado en un hospital, vio morir a un joven de leucemia en la cama de al lado. “Siempre que cometo la tentación de compadecerme a mí mismo recuerdo a ese chico”, escribió.