LA SINGULARIDAD DE STEPHEN HAWKING

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 2

FLOR GARCÍA AYALA

GRUPO: 524

10 de Noviembre de 2012.

RESUMEN DEL ARTÍCULO: “La Singularidad de Stephen Hawking”

Stephen Hawking nació el ocho de enero de 1942 en Oxford, Inglaterra. Era un chico debilucho y torpe de movimientos pero impresionantemente inteligente, lo que lo llevo a terminar sus estudios de física con notas sobresalientes. A la edad de 20 años llego a Cambridge, con la intención de profundizar en el conocimiento del cosmos.

Hawking sufría ELA, esclerosis lateral amiotrófica, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig. La ELA es una enfermedad degenerativa de las células nerviosas de la espina dorsal y del cerebro. Estas células controlan la actividad muscular por lo que, a medida que avanza la enfermedad, los músculos se van atrofiando hasta que el cuerpo queda reducido a un estado vegetativo. La comunicación del enfermo con el mundo que lo rodea resulta imposible y acaba muriendo al poco tiempo. Cuando a Hawking le diagnosticaron la ELA le dijeron que le quedaban dos años de vida.

En 1985 fue operado de urgencia por culpa de una neumonía, y en la operación que le salvó la vida perdió la voz por completo. Fue entonces cuando empezó a utilizar una herramienta informática que permitía seleccionar palabras de entre un menú de 3000. Pegado a su silla de ruedas, Hawking operaba el aparato por medio de un sensor adaptado al movimiento de la mano y que requería un mínimo desplazamiento del dedo. Una vez construida la frase, un sintetizador de voz la pronunciaba.

En 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que las galaxias no estaban quietas, sino que se separaban unas de otras. La causa más probable era que el propio Universo se expande, como si fuera un enorme globo. Hasta ese momento los científicos pensaban que el Universo era estático e inmutable. Pero si las galaxias se estaban separando, esto significaba que en el pasado estuvieron más juntas. ¿Hubo un momento del pasado en que todas las galaxias estuvieran infinitamente juntas, todas en un punto? La hipótesis de la gran explosión, basada en las observaciones de Hubble, supone que sí, pero durante 30 años persistió esta duda: ¿permiten las leyes de la física que existan acumulaciones de materia de densidad infinita, tales como el Universo al momento del big bang?

La respuesta la tenía Stephen en la propia relatividad general. Desde mediados de la década de 1960, se dedicó al estudio de las llamadas singularidades: puntos donde la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita. Hawking y el matemático británico Roger Penrose desarrollaron nuevas técnicas matemáticas para analizarlas. Finalmente, en 1970, consiguieron demostrar que, según la teoría general de la relatividad, tuvo que haber en el pasado del Universo un estado de densidad infinita, con toda la materia y energía concentradas en un espacio mínimo. Esa singularidad era el principio del Universo, el big bang o gran explosión, y también marcaría el inicio del tiempo.

Pero eso no era todo. Hawking y Penrose también demostraron que la relatividad general contempla, además de una singularidad inicial, una posible singularidad final para el Universo: si su expansión se fuera frenando poco a poco hasta revertirse, entonces el Universo empezaría a contraerse hasta llegar a lo que podría llamarse big crunch o gran implosión. Hoy en día sabemos que la expansión del Universo, lejos de frenarse, se está acelerando, por lo que no habrá big crunch.

En 1974 Hawking descubrió que e el agujero negro emite radiación. Hawking acababa de demostrar que los agujeros negros no son tan negros.

Todavía no sabemos si existe la radiación de Hawking, aunque recientemente unos científicos italianos dirigidos por Daniele Faccio, de la Universidad de Insubria, informaron haber producido en el laboratorio algo análogo a la radiación de agujeros negros. La comunidad científica aún no está convencida.

La física actual, con todos sus éxitos, tiene un problema: sus dos pilares fundamentales —la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica— son incompatibles.

El problema se puede esquivar en la mayoría de las situaciones: la física cuántica se ocupa de cosas pequeñas y ligeras como los átomos, ámbito en el que se puede despreciar la gravedad; la teoría general de la relatividad, en cambio, se aplica a objetos grandes y pesados como las galaxias, entre las cuales los efectos cuánticos son invisibles. El conflicto aparece cuando se consideran cosas al mismo tiempo relativamente pequeñas y muy densas, como los agujeros negros, o infinitamente pequeñas e infinitamente densas, como el Universo al momento del big bang.

Construir esta teoría unificada, a veces llamada teoría de todo, ha sido el sueño de Hawking y de muchos físicos, como Albert Einstein. Los artículos de Hawking y Penrose sobre singularidades y los de Hawking sobre la radiación de los agujeros negros son contribuciones importantes a esta búsqueda. Entre las posibles teorías unificadoras que se han propuesto en los últimos 40 años Hawking era partidario de la llamada teoría de cuerdas, que se fundamenta en la idea de que todo está hecho, en última instancia, de diminutos hilos que vibran en un espacio-tiempo de 11 dimensiones: el tiempo y las tres dimensiones espaciales que conocemos, más otras siete, tan pequeñas que no las podemos observar. Pero Stephen Hawking ya no confía en que sea posible encontrar la anhelada teoría de todo. En 2002 sorprendió a muchos cuando declaró: “Algunas personas se decepcionarán mucho si resulta que no se puede construir una teoría final que pueda expresarse mediante un número finito de principios. Yo solía ser de

...