El gran problema de la f¨ªsica que deja Stephen Hawking

En sus memorias, Breve historia de mi vida, Stephen Hawking recuerda que pasados sus a?os de estudiante tuvo que elegir un campo de estudio en el que ganarse la vida como cient¨ªfico. En la universidad hab¨ªa sido un estudiante vago, mal¨ªsimo en matem¨¢ticas, pero tambi¨¦n convencido de que las personas m¨¢s listas de su generaci¨®n se dedicaban a la f¨ªsica. Finalmente, escogi¨® la f¨ªsica te¨®rica porque en ella pod¨ªa hacerse un nombre con una idea gestada ¡°en una tarde, o antes de irse a dormir¡±, escribi¨® con sorna.

Las dos grandes contribuciones cient¨ªficas de Hawking tienen que ver con los agujeros negros. La teor¨ªa general de la relatividad de Einstein predice la existencia de estos objetos formados a partir de estrellas colapsadas que concentran tanta masa, densidad y presi¨®n 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 despu¨¦s de todo, pues emiten radiaci¨®n en forma de calor. Al final s¨ª hay cosas que pueden escapar a un agujero negro, concretamente lo que pas¨® a llamarse radiaci¨®n Hawking. Eventualmente todos los agujeros negros acaban desintegr¨¢ndose en una gran explosi¨®n, pero normalmente los objetos de este tipo son tan grandes que tardar¨ªan en desaparecer m¨¢s de 13.700 millones de a?os, la edad del universo. La teor¨ªa de la radiaci¨®n Hawking se centraba en agujeros mucho m¨¢s peque?os formados a partir de fluctuaciones en los or¨ªgenes del universo. Estos s¨ª pudieron desintegrarse ¡°produciendo tanta energ¨ªa como un mill¨®n de bombas at¨®micas¡±, escribi¨® el cient¨ªfico.

Lo m¨¢s importante es que este fen¨®meno se deb¨ªa a efectos cu¨¢nticos, con lo que conectaba las teor¨ªas de lo muy peque?o con las leyes de Einstein que sirven para describir el universo a grandes escalas. La unificaci¨®n de esas dos teor¨ªas es el gran problema de la f¨ªsica que Hawking quiso resolver y no pudo.

A pesar de todas sus limitaciones ¡ªsu dolencia solo le permit¨ªa escribir tres palabras por minuto¡ª Hawking consigui¨® convertirse en una autoridad respetada en su campo

La radiaci¨®n de Hawking nunca ha sido observada y, m¨¢s de 40 a?os despu¨¦s, su posible detecci¨®n es un asunto que enfrenta a los expertos. ¡°Desde el punto de vista te¨®rico 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 cosm¨®logo Viatcheslav Mukhanov

Lo que s¨ª se ha podido probar es otra predicci¨®n que Hawking hizo en 1982 de forma independiente al equipo de Mukhanov y Gennady Chibisov. Los f¨ªsicos propusieron que el origen de las galaxias est¨¢ en peque?as fluctuaciones cu¨¢nticas, semillas microsc¨®picas de las que floreci¨® la estructura macrosc¨®pica del universo. En 2013, el sat¨¦lite Planck realiz¨® el mapa m¨¢s detallado del fondo c¨®smico de microondas, la radiaci¨®n m¨¢s antigua del universo. En sus im¨¢genes se apreciaban peque?as diferencias de temperatura cuya explicaci¨®n m¨¢s plausible eran las fluctuaciones cu¨¢nticas 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 te¨®ricos han tenido o est¨¢n teniendo verificaci¨®n experimental¡±, opina Luis ?lvarez-Gaum¨¦, cosm¨®logo del laboratorio europeo de f¨ªsica de part¨ªculas CERN. ¡°La parte cosmol¨®gica con sat¨¦lites como Planck y WMAP, y la parte de agujeros negros gracias a la detecci¨®n de fusiones de agujeros negros a trav¨¦s de ondas gravitacionales. Ambas verificaciones hubiesen merecido un premio Nobel¡±, asegura.

A pesar de todas sus limitaciones ¡ªsu dolencia solo le permit¨ªa escribir tres palabras por minuto¡ª Hawking consigui¨® convertirse en una autoridad respetada en su campo, adem¨¢s de llegar a ser el cient¨ªfico m¨¢s famoso del mundo. ¡°Ten¨ªa una capacidad incre¨ªble para crear y ordenar las ideas en su cabeza. Despu¨¦s trabajaba con estudiantes y colegas que escrib¨ªan una f¨®rmula en la pizarra, ¨¦l la miraba, dec¨ªa si estaba de acuerdo y les contaba qu¨¦ hab¨ªa que hacer despu¨¦s¡±, recuerda el astr¨®nomo Martin Rees. Rees conoci¨® a Hawking en Cambridge cuando era un estudiante dos a?os mayor que ¨¦l y ya ten¨ªa dificultades para mantener el equilibrio y hablar. ¡°Pensaban que ni siquiera vivir¨ªa lo suficiente como para terminar la tesis, pero asombrosamente ha vivido hasta los 76 a?os¡±, ha recordado el astr¨®nomo en declaraciones a Science Media Centre.

Hawking sigui¨® haciendo ciencia y publicando estudios hasta hace pocos meses. En uno de sus trabajos recientes revisaba las teor¨ªas sobre el horizonte de sucesos de los agujeros negros, el punto de no retorno m¨¢s all¨¢ del cual nada puede escapar. El f¨ªsico asegur¨® que los agujeros negros no existen, en el sentido de que, en contra de lo que se pens¨® durante d¨¦cadas, s¨ª hay cosas que pueden escapar al horizonte de sucesos.

Hawking contaba que poco despu¨¦s de que le diagnosticaran su enfermedad, a los 21 a?os, ingresado en un hospital, vio morir a un joven de leucemia en la cama de al lado. ¡°Siempre que cometo la tentaci¨®n de compadecerme a m¨ª mismo recuerdo a ese chico¡±, escribi¨®.