Stephen Hawking fue uno de los físicos teóricos más importantes de nuestro tiempo, cuya carrera abarcó más de 50 años.
Hawking trabajó para intelectuales avanzadoslas fronteras de la física, y sus teorías a menudo parecían extrañas. En cualquier caso, en el momento en que las expresó por primera vez. Sin embargo, están siendo aceptados de forma lenta pero segura en la comunidad científica. Desde puntos de vista revolucionarios sobre los agujeros negros hasta explicar cómo comenzó el universo, estas son algunas de sus teorías que ya han sido confirmadas y no.
Big Bang ganó
Hawking comenzó a escribir su tesis doctoral enese momento en el que hubo un acalorado debate en la comunidad científica sobre cómo comenzó el Universo. Dos ideas en competencia explicaron a su manera el comienzo de todo: la teoría del Big Bang y la teoría de la estabilidad. Ambos aceptaron que el Universo se está expandiendo, pero en el primero se está expandiendo desde un estado ultracompacto y ultradenso, y el segundo supone que el Universo se está expandiendo para siempre, mientras que constantemente se crea nueva materia para mantener una densidad constante.
Hawking demostró en su disertación que la teoríael estado estacionario es matemáticamente contradictorio consigo mismo. El físico argumentó que el universo comenzó como un punto infinitamente pequeño, infinitamente denso, con una singularidad. Hoy en día, la descripción de Hawking es aceptada casi universalmente entre los estudiosos.
Los agujeros negros son reales
El nombre de Hawking está más asociado con los negros.agujeros - otro tipo de singularidad. Estos objetos se forman cuando una estrella colapsa por su propia gravedad. El problema era que, aunque la existencia de agujeros negros encajaba en la teoría general de la relatividad de Einstein, contradecía la física cuántica. Hawking llamó la atención sobre los agujeros negros a principios de la década de 1970.
Primera imagen de Event Horizon de un agujero negro, publicada por la National Science Foundation en 2019
Según un artículo de Nature, combinó las ecuacionesEinstein con las ecuaciones de la mecánica cuántica para probar la posibilidad de agujeros negros. Como resultado, lo que solía ser una abstracción teórica se convirtió en una teoría viable. La prueba final de que Hawking tenía razón llegó en 2019 cuando el telescopio Event Horizon capturó una imagen en vivo de un agujero negro supermasivo que acecha en el centro de la galaxia gigante Messier 87.
Los agujeros negros obtienen su nombre del hechoque su gravedad es tan fuerte que los fotones o las partículas de luz no pueden abandonarlos. Pero en sus primeros escritos sobre el tema, Hawking argumentó que la situación no es tan sencilla.
Radiación de Hawking
Los agujeros negros reciben su nombre del hecho de que su gravedad es tan fuerte que los fotones o las partículas de luz no pueden abandonarlos. Pero en sus primeros escritos sobre el tema, Hawking se sintió diferente.
Aplicando la teoría cuántica, es decir, la idea deque pares de "fotones virtuales" podrían crearse espontáneamente de la nada, se dio cuenta de que algunas de estas partículas aparentemente eran emitidas desde el agujero negro. Esta teoría, ahora llamada radiación de Hawking, fue confirmada recientemente en un experimento de laboratorio en el Instituto de Tecnología Technion Israel, Israel. En lugar de un agujero negro real, los investigadores utilizaron un análogo acústico: un "agujero negro sónico" del que no pueden escapar las ondas sonoras. Encontraron el equivalente a la radiación de Hawking exactamente como lo habían predicho los físicos.
Paradoja de la información
La existencia de la radiación de Hawking crea un graveproblema para los teóricos. Según los cálculos de Hawking, los agujeros negros deberían emitir partículas elementales y evaporarse con el tiempo. Este parece ser el único proceso físico que "elimina" información del universo. Esto significa que las propiedades básicas del material a partir del cual se formó el agujero negro se pierden para siempre; la radiación saliente no nos dice nada sobre ellos. Sin embargo, esto es contrario a los principios generales de la mecánica cuántica. Esta contradicción se llama la "paradoja de la información", y el científico ha estado trabajando en su resolución durante los últimos 40 años.
Hawking creía que, de hecho, la información sobreLa composición de los agujeros negros no se pierde. En 2016, el profesor declaró que está almacenado en una nube de partículas de energía cero que rodea un agujero negro; el científico lo llamó "pelusa de luz" en su artículo Entropía de agujero negro y cabello suave.
El título del artículo es tan extraño a primera vista.es una referencia al teorema físico "sin pelo" para un agujero negro, donde "pelo" es una metáfora de la información sobre la materia que el agujero negro absorbe y no libera. Está dedicado a la paradoja de la información: un científico ha estado tratando durante varias décadas de comprender qué está sucediendo con la información en los agujeros negros. Pero el teorema del agujero negro "peludo" de Hawking es solo una de las varias hipótesis presentadas, y hoy la paradoja de la información sigue sin resolverse.
Multiverso
Uno de los temas con los que trabajó Hawking al finalvida, existía la teoría del multiverso: la idea de que nuestro universo, que apareció como resultado del Big Bang, es solo uno de un número infinito de "universos burbuja" coexistentes.
Sin embargo, Hawking no estaba contento con la suposiciónalgunos científicos que cualquier situación ridícula que puedan imaginar está sucediendo ahora mismo en algún lugar de este conjunto infinito de universos paralelos. Entonces, en su último artículo en 2018, en sus propias palabras, Hawking "trató de domesticar el multiverso". Propuso un nuevo marco matemático que, sin abandonar el multiverso como un todo, lo hizo finito, no infinito. Pero, como ocurre con cualquier especulación sobre universos paralelos, no tenemos idea de si sus ideas son correctas. Y es poco probable que los científicos puedan probar su idea en un futuro próximo.
Hipótesis sobreseguridadcronología
Por sorprendente que parezca, las leyes de la física están enen el sentido en que los entendemos hoy, no prohíban los viajes en el tiempo. Las soluciones a las ecuaciones de la relatividad general de Einstein incluyen "curvas de tiempo cerradas" que permitirán a una persona regresar a su pasado. Pero, de nuevo, Hawking no estaba contento con esto: estaba seguro de que viajar en el tiempo hacia atrás genera paradojas lógicas que son simplemente imposibles.
Por lo tanto, asumió que algunosuna ley de la física actualmente desconocida evita que se produzcan curvas de tiempo cerradas. Expresó su suposición en la "hipótesis de la protección de la cronología". Pero esto es solo una suposición, y aún no se sabe si el viaje en el tiempo es posible o no.
Profecías oscuras
En los últimos años de su vida, Hawking hizo una serie de oscuras profecías sobre el futuro de la humanidad.
Van desde el supuesto de queEl escurridizo bosón de Higgs, o "partícula de Dios", podría desencadenar una burbuja de vacío que envuelva el universo, antes de que las invasiones alienígenas hostiles y la inteligencia artificial tomen el poder en la Tierra. Si bien Stephen Hawking tenía razón en muchas cosas, solo podemos esperar que se haya equivocado en eso.
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