Hawking, una Teoría del Todo para todos

Un científico es, por supuesto, un ser humano, sujeto a las mismas contingencias que cualquier otra persona, y en el caso de Stephen Hawking esto es más señalado pues tuvo que luchar toda su vida contra una terrible, incapacitante, enfermedad. Aun así, ahora que la muerte se lo ha llevado, quiero recordar únicamente algunos detalles de su biografía científica, una biografía que comenzó en 1958 cuando fue admitido en la Universidad de Oxford, su ciudad natal, con una beca. En 1962, después de graduarse en Oxford se trasladó a Cambridge, con el propósito de hacer una tesis doctoral en cosmología. Él mismo recordó las circunstancias que le llevaron a Cambridge:

“En octubre de 1962 llegué a Cambridge como estudiante graduado. Había solicitado trabajar con Fred Hoyle, el principal defensor de la teoría del estado estable, y el astrónomo británico más famoso entonces. Digo astrónomo, porque la cosmología prácticamente no era reconocida en aquella época como un campo de investigación legítimo, pero era en él en el que yo quería investigar, inspirado por haber asistido a un curso de verano del estudiante de Hoyle, Jayant Narlikar.

»Sin embargo, Hoyle ya tenía bastantes estudiantes, de manera que para mi gran desilusión fui asignado a Dennis Sciama, del que no había oído hablar. Pero probablemente fue lo mejor. Hoyle estaba fuera mucho tiempo, apenas aparecía por el departamento y no me habría dedicado mucha atención. Por el contrario, Sciama estaba habitualmente en el departamento y dispuesto a hablar.”

Sciama, además, estaba interesado en la teoría de la relatividad general, un campo entonces no demasiado popular, algo de lo que Hawking era muy consciente (el interés de los físicos se hallaba sobre todo en la física cuántica, en la física de altas energías y la electrodinámica cuántica). El “nicho” científico que encontró fue un resultado que Roger Penrose acababa de demostrar (1965): que según la teoría de la relatividad general en una estrella que se colapsa bajo su propia gravedad, su superficie y volumen se van reduciendo hasta quedar concentrada en un punto, de tal forma que la densidad de la materia y la curvatura del espacio-tiempo se harían infinitas. O lo que es lo mismo, pero con otras palabras: que se originaría una singularidad en el espacio-tiempo, un agujero negro. Hawking se sumó a los esfuerzos de Penrose -juntos publicaron algún artículo-, con el resultado de que los agujeros negros, “objetos” astrofísicos en los que hasta entonces pocos creían, fue ganando presencia en la relatividad general y la cosmología relativista.

En 1973, Hawking publicó un exigente, desde el punto de vista de la matemática, texto junto a George Ellis en el que reunía todo lo que entonces se sabía sobre singularidades en el espacio-tiempo relativista: The Large Structure of Spacetime. Una vez que lo acabó se encontró un tanto desorientado. “Mi trabajo con Penrose -señaló posteriormente- había demostrado que la relatividad general se rompía en las singularidades. Por tanto, el siguiente paso obvio sería combinar la relatividad general, la teoría de lo muy grande, con la teoría cuántica, la teoría de lo muy pequeño”. Y tomó ese obvio, aunque nada fácil, camino, y a pesar de que no resolviese este problema, sí produjo algunos de los resultados, de las pistas, más sólidas y sugerentes que existen. Me estoy refiriendo a la denominada “radiación de Hawking”, la predicción de que los agujeros negros no son tan negros como se pensaba, que pueden emitir radiación, aunque, parece, en el proceso de “evaporación” se pierda información, con las dramáticas consecuencias que esto conlleva.

Fue durante un simposio dedicado a la “Gravedad cuántica” que se celebró en Oxford en 1974 cuando Hawking sorprendió al mundo de los especialistas en relatividad con la demostración de que los agujeros negros, que previamente se habían contemplado como incapaces de emitir nada, sólo de absorber, radiaban debido a un mecanismo mecánico-cuántico, en el que se producen pares de partículas-antipartículas. Demostró que si existen agujeros negros muy pequeños (formados, por ejemplo, en los primeros instantes del universo, debido a las fluctuaciones de densidad que se debieron producir entonces), éstos radiarían más energía de la que absorberían. Perderían masa, estallando finalmente en una gran explosión de energía. Su vida sería tal que podríamos acaso observar tales explosiones ahora. No obstante, aún no han sido detectadas.

Las décadas de 1970 y 1980 constituyeron una secuencia casi continua de éxitos científicos para Hawking. Cada vez se atrevía con problemas más ambiciosos. Muestra de ello es la conferencia que pronunció al tomar posesión, en 1979, de la cátedra lucasiana en la Universidad de Cambridge. La tituló "¿Está próximo el final de la física teórica?" . “Mucha gente dirá”, manifestó entonces, “que la física teórica alcanzará su meta cuando hayamos obtenido un conjunto completo de leyes físicas locales. Consideran el problema de las condiciones iniciales del universo como pertenecientes al dominio de la metafísica o la religión. Yo creo que las condiciones iniciales del universo son un tema tan adecuado para el estudio científico y la teoría como lo son las leyes físicas locales. No tendremos una teoría completa hasta que hagamos algo más que decir ‘las cosas son como son porque eran como eran'”.

Lo que no era sino una declaración de intenciones se concretó más tarde en dos publicaciones. La primera, el texto de una conferencia que pronunció en la Academia de Ciencias Vaticana, de la que Hawking fue miembro, publicada en 1980 bajo el título de “Las condiciones de contorno del universo”. La segunda, más desarrollada que la anterior, un artículo que escribió en colaboración con Jim Hartle: “Función de onda del universo” (1983). De hecho, las ideas que introdujo en estos trabajos forman parte -como él mismo señala-, y parte importante además, de la obra a la que anteceden estas líneas, la Historia del tiempo (1988), el libro que le abrió las puertas a una celebridad mundial que nunca le abandonaría. Muestra de esta fama es, por ejemplo, que apareciese en algún episodio de Star Trek (jugando al póquer con Newton, Einstein y Data, y ¡con Marilyn Monroe sentada en sus rodillas!), de Los Simpson o de la serie The Big Bang Theory.

En realidad, era bastante evidente que los agujeros negros llevaban consigo un enorme potencial para atraer el interés popular. Lugares en los que el espacio, el espacio-tiempo de la relatividad, “desaparece”, se “rompe”, y que engullen lo que llega a su centro (¿para reaparecer en alguna otra parte del universo, a través de esos no menos populares “agujeros de gusano” a los que se recurre en novelas y películas de ciencia-ficción?). No olvidemos, por otra parte, que el propio Big Bang es una singularidad del espacio-tiempo, con lo que su estudio comparte muchas de las técnicas y problemas de los agujeros negros. Si el universo, su inmensidad y oscuridad, ha sido siempre algo así como un atavismo que atrae irresistiblemente a los humanos, entonces los agujeros negros, las singularidades, el Big Bang no podían dejar de interesar a los legos en materias científicas.

Hasta cierto punto sorprendentemente, apenas se habían publicado libros de divulgación que se ocupasen de los recientes desarrollos en la cosmología teórica. Como explica en los “Agradecimientos” que abren Historia del tiempo, Hawking sentía que ninguna de las obras que existían “se dirigía realmente a las cuestiones que me habían llevado a investigar en cosmología y en la teoría cuántica: ¿de dónde viene el universo? ¿Cómo y por qué empezó? ¿Tendrá un final, y, en caso afirmativo, cómo será?”. “Estas son”, añadía, “cuestiones de interés para todos los hombres”. Así es, repito. Por consiguiente, ¿cómo permanecer indiferente ante un libro que nos habla sobre estas cuestiones, y que lo hace desplegando una gran imaginación (no exenta de especulación), y siendo sensible a que la inmensa mayoría de sus posibles lectores no iban a saber nada de la física, astrofísica y cosmología que subyacía detrás y que por consiguiente era necesario emplear un lenguaje asequible? Además, y siguiendo una larga tradición, Hawking (que no fue creyente) no olvidó reflexionar sobre Dios. Así, podemos leer preguntas del tipo de: “¿Cómo eligió Dios el estado o configuración inicial del universo? ¿Cuáles fueron las ‘condiciones de contorno' en el principio del tiempo?”

Más tarde llegaron otros libros de divulgación; el mejor, en mi opinión, El universo en una cáscara de nuez (2001).

Con justicia, la sociedad, el mundo, ha apreciado, admirado y se ha conmovido con el esfuerzo de un magnífico y original científico severamente incapacitado, que es capaz de realizar complicados cálculos en su mente, sin un papel que le pueda ayudar, y que a pesar de todo no ha perdido el sentido del humor, que en él fue casi legendario, ni la ilusión de vivir. Las personas no son, afortunadamente, insensibles a estas cosas. Ni aunque se trate de un científico y de la ciencia.

En la “Conclusión” del artículo “Sixty years in a nutshell” (“Sesenta años en una cáscara de nuez”) que escribió para el volumen que reproducía las intervenciones de sus colegas y amigos en el simposio organizado para celebrar su sexagésimo cumpleaños, lo más cercano a su autobiografía que yo conozco, Hawking nos dejó otra muestra de su sentido del humor: “Ha sido una oportunidad gloriosa estar vivo e investigar en física teórica. Nuestra imagen del universo ha cambiado mucho en los últimos 40 años, y soy feliz si he realizado una pequeña contribución. Quiero compartir mi interés y entusiasmo. No hay nada como el momento del Eureka, de descubrir algo que nadie sabía antes. No lo compararé con el sexo, pero dura más”.