lo largo de la historia se han conocido muchos casos de personajes heroicos, quienes, a pesar de muchas adversidades y en contra de todas las probabilidades, han dejado una huella imborrable en la memoria de la humanidad. Una de estas leyendas, que hoy día sigue asombrando al mundo por su perseverancia y sus descubrimientos científicos, es el físico y cosmólogo Stephen Hawking, quien además de haber revolucionado el mundo de la física a través de sus sorprendentes teorías ha logrado vencer una difícil enfermedad que le impide hablar y moverse.

Por todo ello, Hawking, no solamente ha causado un fuerte impacto en el complejo mundo de las ciencias, sino que incluso ha trascendido los cerrados círculos científicos para convertirse en una personalidad admirada por el público en general, casi una estrella, hecho que incluso le ha llevado a aparecer en numerosos programas y series de televisión como Los Simpsons. Pero llegar hasta este estado excepcional de reconocimiento no ha sido tarea fácil, para ello ha debido superar numerosos barreras y obstáculos, entre ellas convencer a la comunidad científica de sus novedosas teorías y superar su enfermedad.

Revolucionando la ciencia

Su interesante historia comienza el 8 de enero 1942 en Oxford, Reino Unido. Quizás por una jugada del azar nace el mismo día que murió Galileo Galilei 300 años antes. A pesar de que durante el bachillerato nunca destacó por sus calificaciones, Hawking logró ingresar en la Universidad de Oxford de donde se graduó unos años después. Gracias a una beca, realizó un doctorado en la Universidad de Cambridge, donde se especializó en Física Teórica y Cosmología, campo por el que desde niño sentía fascinación. Después de obtener su doctorado trabajó como investigador y profesor asociado en la Universidad Gonville y Caius. Después de dejar el Instituto de Astronomía, en 1973, Stephen se incorporó al Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de la Universidad de Cambrigde, y desde 1979 es Profesor Lucasiano de Matemáticas, cargo que ejerció Isaac Newton.

Las investigaciones que ha desarrollado Hawking se centran en las leyes orgánicas que gobiernan el Universo. Junto con Roger Penrose, demostró que la Teoría General de la Relatividad de Einstein implicaba que el espacio y el tiempo tendrían un origen en el llamado "estallido inicial" o Big Bang y un final en los agujeros negros. Estos revolucionaros resultados indicaron que era necesario unificar la relatividad general con la teoría cuántica, dos de los conceptos científicos más importantes de la primera mitad del siglo XX. Una consecuencia de tal unificación es la sorprendente teoría que señala que los agujeros negros no son totalmente negros, sino que emiten radiación y eventualmente se evaporan y desaparecen. Esta radiación, tan potente que puede escapar de la atracción de los agujeros negros, fue bautizada con el apellido del científico. Otra conjetura que se desprende de los estudios de Hawking es que el Universo no tiene ningún borde o límite en el tiempo imaginario. Esto implicaría que el origen del Universo fue determinado totalmente por las leyes de la ciencia, lo cual descarta, según el investigador, cualquier intervención divina en la creación.

Los resultados de las investigaciones de Hawking han causado polémicas tanto en los círculos científicos como en los eclesiásticos. Precisamente el pasado mes de junio, el profesor presentó los resultados de uno de sus últimos estudios, según los cuales, el Universo es un ente sin principio ni fin que es autosuficiente, lo cual excluye la idea de un ser supremo que lo haya creado. Por supuesto, la teoría del científico causó diferentes opiniones entre la comunidad científica y la Iglesia.

A pesar de lo controvertido que han sido sus estudios, las investigaciones de Stephen Hawking han merecido destacados elogios por parte de académicos y expertos. Sus aportaciones a la ciencia le han permitido obtener decenas de premios a lo largo de su vida, entre los que se encuentran el Albert Einstein, en 1978, y el Príncipe de Asturias, en 1989, y es un firme candidato al Nobel desde hace años.

Pero Hawking también se ha convertido en uno de los escritores más vendidos de los últimos años. A través de sus tres libros, "Breve historia del tiempo", "Agujeros negros y Universos Bebés y otros asuntos" y su más reciente "El Universo en una cáscara de nuez" (que fue galardonado el pasado 25 de junio con el premio Aventis 2002), el científico ha logrado traducir en un estilo ameno el complejo lenguaje de la ciencia física. Es tal la recepción que sus obras han tenido en los lectores, que se han transformado en éxitos de ventas.

Venciendo una enfermedad

Una de las características de Stephen Hawking es su perseverancia, tanto profesional como personal. El investigador ha luchado desde hace 38 años contra la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), un mal que padecen 350.000 personas alrededor del mundo. En España se diagnostican 900 casos al año, y en total hay 4.000 afectados. El ELA es una enfermedad neurológica degenerativa, que progresivamente produce dificultades de coordinación en las extremidades, atrofia de manos, rigidez de piernas, calambres y problemas para hablar.

A los 21 años, cuando Hawking finalizaba sus estudios universitarios, le fue diagnosticado el ELA. Esta enfermedad le ha acompañado a lo largo de su vida y de sus investigaciones y no ha representado un impedimento para llegar al éxito profesional y personal (tiene tres hijos y un nieto). En enero cumplió 60 años de vida, ocasión que fue celebrada con diferentes actos especiales en el Reino Unido. Para llegar a su actual nivel de reconocimiento, el científico no solamente ha contado con su perseverancia, sino también con un notorio sentido del humor.

Con ese sentido del humor relata su lucha contra el ELA en su página web (http://www.hawking.org.uk), donde explica que "a menudo me preguntan: ¿Cómo se siente por tener ELA? La respuesta es, no siento mucho. Intento llevar una vida tan normal como sea posible y no pensar en mi condición, o lamentar las cosas que no puedo hacer, que no son muchas."

Al tiempo que comenzó a progresar en sus investigaciones, la lucha contra su enfermedad se fortaleció a través del desarrollo de una optimista filosofía de vida. Hawking explica que "antes de que diagnosticaran mi enfermedad, me sentía aburrido de la vida, me parecía que no había nada digno por hacer. Después de salir del hospital, comprendí repentinamente que había muchas cosas con mérito que podía hacer. De hecho, después descubrí que estaba disfrutando de la vida mucho más que antes." El científico incluso ha compaginado su visión de la vida con sus estudios, en una ocasión escribió que "la especie humana es tan insignificante comparada con el Universo que ser discapacitado no tiene mucha trascendencia".

El secreto de su silla

La silla de ruedas de Stephen Hawking no es cualquier silla de ruedas, es un instrumento fundamental para su trabajo que está equipado con lo último de la tecnología para ayudarle a desplazarse y comunicarse. En un pequeño examen a su silla se puede observar el progreso que ha vivido el campo de la informática en los últimos años. Hasta 1985, Hawking aún podía, con cierta dificultad, moverse y hablar. Sin embargo, ese año enfermó de pulmonía y tuvo que ser sometido a una traqueotomía. La intervención lo despojó permanentemente del habla. Como recuerda en su página web, "por esa época, sólo podía comunicarme dictando letra por letra o levantando mis cejas". Un tiempo después, un especialista en ordenadores de California escuchó del problema del científico y le envió un programa informático que él había desarrollado, llamado Equalizer.

A través de la tecnología, Hawking pudo volver a comunicarse oralmente con el mundo. El programa Equalizer transforma en voz las palabras que el científico selecciona de una serie de menús en la pantalla del ordenador, presionando un interruptor con sus dedos. También se controla a través de un interruptor sensible al movimiento de la cabeza o del ojo. Unos años después, el científico incorporó un potente ordenador portátil, cargado con una versión más avanzada del programa, a su silla de ruedas. Gracias a esta tecnología, Hawking no solamente ha podido recuperar el habla, sino que ha podido escribir tres libros, decenas de artículos científicos y dictar múltiples conferencias alrededor del mundo. En un alarde de su popular sentido del humor, Hawking afirma que lo único que le molesta del programa es que le obliga a hablar con acento estadounidense.
teroria de bing bang


Es incuestionable que todas las teorías cosmológicas tienen algo de sueño, y mucho de imaginación; es posible que llegue a establecerse cuál de ellas expresa más ciertamente lo acaecido en el cosmos; pero todavía todas viven suspendidas en el borde de su descarte, pese a los avances logrados, tanto en materia de observación como en experimentos de laboratorios.

Afirmar que el universo no tuvo principio ni tendrá fin, o conformarse con no preguntar de dónde proviene toda la materia o la energía que habría formado el inconcebible y gigantesco átomo primigenio del Big Bang, es enterrar la cabeza en la arena. «Un tiempo o un espacio infinitos, se contesta, no tienen principio». Tal posibilidad es, lógica y naturalmente, incomprensible y nos hace penetrar en un terreno de pura especulación metafísica, pretendiendo explicar, con palabras que tienen sólo un sentido abstractamente matemático, un fenómeno todavía inexplicable.

Mi estructura personal no me otorga la capacidad de concebir algo sin principio ni fin. Viene a ser como un concepto ausente de mi mente la que he desarrollado a través de los procesos que he seguido en mi formación personal. Dentro de mi sistema de pensamiento, todas las teorías cosmológicas necesitan iniciarse en un acto de creación, no sólo de la materia y de la energía necesarias, sino también de las leyes o normas de conducta a las cuales habrán de atenerse en su devenir.

Ello presupone contestar preguntas que la ciencia no está, ni tal vez estará nunca, en condiciones de responder: ¿Y antes? ¿Y cómo? ¿Y para qué? El infinito sin término del espacio y del tiempo tengo que cerrarlo con un sencillo «no comprendo», «queda fuera de mis medios de entendimiento».

La experiencia que he podido acumular en el transcurso de mi vida me dice que todos los hombres que realmente saben y piensan, y he tenido magníficas oportunidades para comprobarlo, con excepción de algunos ciegos voluntarios o no dispuestos a abrir la profundidad de su pensamiento, están en una posición semejante; posición honesta y simple: no reemplazar la ignorancia por palabras o frases tan sin sentido como «generación espontánea» o «no me interesa, porque la ciencia no tiene cómo saberlo todavía».

Cuando los objetivos de orden personal son los de hacer ciencia, a mi entender, ello se cumple con mayor cabalidad cuando la modestia y la honestidad están permanentemente presenta para aceptar nuestras limitantes e incapacidades dentro del entorno en el cual nos desenvolvemos. La simple referencia a estas condiciones de orden ético nos enfrenta al gran mundo dentro del cual han nacido y se han configurado las imágenes y los conceptos capaces de ordenar lógicamente, según Einstein lo dijo, los fenómenos sensoriales; un mundo del cual el de la ciencia es humanamente hijo y sin el cual no podría existir el análisis de los fenómenos que lo conforman. Es el mundo de la inteligencia y del conocimiento, en el cual nacieron el ansia de saber, de verdad, y todo el vastísimo material de ideas que nos nutre espiritualmente. A él pertenecen ímpetus y estados tan significativos como el deseo de paz y de amor, como la atracción de lo bello y de lo bueno, como la búsqueda de la justicia y la lealtad que un día harán del hombre un ser realmente sabio y superior y que no pueden ser cuantificados porque, como lo advirtiera Max Planck, quedan fuera del dominio de la ciencia.

Finalmente, me corresponde precisar que lo que voy a exponer en este capítulo son conceptos de la física que no se derivan de otras disciplinas, ab initio. El desarrollo riguroso de los formalismos no corresponde a sus funciones, si no que el objetivo medular es la interpretación de fórmulas. O sea, usar el lenguaje matemático para llegar a la comprensión que se busca.

En el desarrollo de este capítulo, a veces, usaremos «sistemas de unidades» particularmente útiles en el ámbito docente. Con el objeto de facilitar la comprensión de esta metodología pedagógica, a continuación, describiremos, sucintamente, un cuadro con las expresiones más comúnmente usadas en esos sistemas de unidades.

SISTEMAS DE
UNIDADES Sistema Geométrico.- La velocidad de la luz c, la constante de Planck h y la constante de Boltzman k tienen todas valor de unidad (c = b = k = l), resaltando los parámetros importantes de las formulas. En este sistema, el tiempo y la distancia tienen la misma dimensión [L] = [t]. Lo mismo ocurre con la masa, la energía y la temperatura [M] = [E] = [T]. Las dimensiones que hemos señalado se unen entre sí por el principio de incertidumbre, a través de la vía de la longitud de onda de Compton: l = h/2pMc Dimensión de la masa.- Es la inversa de la dimensión de una distancia : [M] = 1/[L] y, cuya relación numérica, está dada por: l(cm) = 2,1 x 10-14(M/Mp) donde Mp es la masa del protón. Densidades energéticas.- [r] = [M]/[L]3 = [T]4 = 1/[L]4 y otras combinaciones. Densidades cósmicas.-

    Densidad crítica: [T] = 30 °K. Igual equivalencia para curvatura del universo y constante cosmológica.

Constantes físicas.-

    Tiempo de Planck: tpl = (GNh/c5)1/2 = 5,4 x 10-44 [seg.] » 10-43 (corresponde a la unidad más pequeña de tiempo compatible con la física cuántica).
    Longitud de Planck: Rpl = (GNh/c3)1/2 = 1,6 x 10-33 [cm] y, es la distancia que recorre la luz en tpl.
    Masa de Planck: Mpl = (GN/hc)1/2 = 1,2 x 1019 GeV = 22 microgramos, y corresponde a la masa de un cuerpo cuya longitud de onda de Compton es igual al radio del agujero negro: l = h/2pMc = R = GM/2c2. Corresponde a la masa del agujero negro más pequeño compatible con la física cuántica. Se evapora en 1 tpl. En esta unidad, la constante de gravedad G se vuelve G = Mpl-2.
    Constante de Planck: h = 6,63 x 10-27 erg s
    Constante de gravitación: G = 6,67390 x 10-11 m3/kg/s2.
    Carga del electrón: e = 4,80 x 10-10 g1/2 cm3/2 s-1.
    Masa del electrón: me = 9,11 x 10-28 g.
    Masa del protón: mp = 1,67 x 10-24 g.
    Constante de Boltzmann: k = 1,38 x 10-16 erg k-1.
    Constante de Stefan-Boltzmann: s = 5,67 x 10-5 erg cm-2 s-1 K-4.
    Velocidad de la luz: c = 3,00 x 1010 cm s-1