Hawking Y Los Agujeros Negros — Paul Strathern / Hawking and Black Holes: The Big Idea by Paul Strathern

Excelente breve exposición. En este trabajo, le da al lector una visión global pero breve de la vida y obra de Stephen Hawking. Strathern, como de costumbre, es entretenido, informativo y divertido. Strathern corta a través de la lengua vernácula y trae el tema en un lenguaje claro y directo. ¡Este libro es definitivamente un ganador!

Su compañero Michael, le definía de un modo cordialmente condescendiente como «un brillante y simpático maniático de la ciencia». Un día, empezaron a hablar en el laboratorio de Stephen de «filosofía y vida». Michael recuerda que a él se le daba bastante bien la filosofía, pero a medida que se adentraban en la conversación se fue dando cuenta de que Stephen lo estaba dejando en ridículo, incitándole sutilmente a que dejase ver su ignorancia.
El interés de Hawking se centraba en la amplitud del mundo que le rodeaba, y esto sí que lo estudiaba a conciencia, a menudo realizando incursiones nocturnas en él. No dejaba de observar sus propiedades singulares, el curioso modo en que se manifestaba y sus excitantes posibilidades.

La ELA es una enfermedad degenerativa progresiva 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 causando la inmovilidad e incluso la pérdida total del habla. El cuerpo queda reducido a un estado vegetativo, pero la mente permanece en todo momento despierta y funcionando perfectamente. La comunicación resulta imposible, y la muerte ocurre en unos pocos años. En los últimos estadios de la enfermedad al paciente se le trata con morfina para contrarrestar los efectos de la depresión crónica y el terror.
La reacción de Hawking fue típica de su educación y de su carácter. «Tomar conciencia de que tenía una enfermedad incurable que me iba a matar en unos pocos años me asustó un poco: ¿cómo iba a sucederme algo así a mí?». La reacción de su madre no fue tan comedida.
La ELA no avanza de un modo regular. Tras una agudización de los síntomas suele venir un proceso de compensación, una estabilización que puede durar un tiempo sorprendente. Los doctores habían informado a Hawking de que su enfermedad había entrado en uno de esos «períodos mesetarios», pero su diagnóstico resultó equivocado. La enfermedad continuaba progresando, y pocos meses después Hawking tenía que apoyarse en un bastón para poder caminar. Los doctores le dieron menos de dos meses de vida. Comenzar su tesis no tenía ningún sentido si iba a morir antes de poder completarla.

Hawking empezó a estudiar las ideas de Penrose en detalle, y mientras lo hacía, una idea de una originalidad asombrosa iba tomando cuerpo en su mente. Como muchas grandes ideas, esta era esencialmente simple (aunque los cálculos que la sostenían eran todo menos eso). Hawking se preguntó que ocurriría si, de alguna forma, un agujero negro se volviese del revés. Entonces aplicó esta idea al universo entero. ¿No sería el universo en expansión una gigantesca estrella que implosionaba «al revés»? El tiempo desaparece en el interior de un agujero negro: si se invierte este proceso, supondría la creación del tiempo. Lo mismo ocurriría con el espacio. La materia se originaría desde un punto infinitamente denso, aunque sin dimensiones. En este punto se produciría el big bang, el mismo acto de la creación, ni más ni menos.
La teoría de la relatividad se aplicaría en ambos sentidos. Si el campo gravitatorio se intensificaba, el espacio-tiempo, la materia, la radiación se concentraban. A medida que el campo gravitatorio se expandía y debilitaba, también el espacio-tiempo se desplegaba, y la radiación y la materia se dilataban. Hawking logró demostrar que en el pasado se produjo una singularidad que dio origen al tiempo. Y si el universo detenía su expansión y comenzaba a contraerse, acabaría por implosionar y terminar en una singularidad, el llamado big crunch. No quedaban dudas sobre qué habría ocurrido antes de que el universo comenzase, o qué había ocurrido después de terminar, pues bajo estas circunstancias no existía el tiempo, pero tampoco el espacio ni la materia existirían.
Hawking había explicado cómo se había originado el universo. Había mostrado cómo se producía el big bang, cómo todo se había creado a partir de la reversión de un agujero negro que lo abarcaba todo. (Pese a ello, los soviéticos continuaban sosteniendo obstinadamente que no existía nada parecido a un agujero negro, y Hoyle continuaba defendiendo su teoría del estado estacionario).

A sus 32 años, Hawking había sido nombrado uno de los miembros electos más jóvenes de la Royal Society. Otros premios y honores le seguirían. Para su abnegada esposa Jane, estos reconocimientos eran como «la guinda del pastel». Pero la vida con Hawking no era fácil: «creo que no podré jamás reconciliar dentro de mí los altibajos que hemos experimentado en esta casa: realmente desde el fondo de un agujero negro hasta estos deslumbrantes premios».
Fue entonces cuando Hawking tuvo su famoso momento «eureka», que le puso en el camino de su mayor descubrimiento. Una noche mientras se iba a acostar empezó a pensar en la superficie de los agujeros negros. La obstinación de Hawking en hacerlo todo por su cuenta significaba que irse a la cama representaba para él un proceso largo y laborioso que le permitía pensar durante un largo rato.
Hawking se empezó a preguntar sobre qué les ocurriría a los rayos de luz en el horizonte de sucesos de un agujero negro. Sabía que los rayos de luz que forman el horizonte de sucesos, la superficie de un agujero negro, no pueden jamás aproximarse unos a otros porque están en suspensión. No pueden escapar ni ser absorbidos por el agujero negro. De pronto, se dio cuenta de lo que esto significaba: el área de la superficie de un agujero negro nunca disminuye. En otras palabras, incluso si dos de ellos se juntan, nunca se absorberán el uno al otro; por el contrario, su superficie total permanecerá igual o aumentará, pero nunca podrá disminuir. Puede parecer una conclusión algo abstrusa o, tal vez, no particularmente relevante ni emocionante. Sin embargo, sus implicaciones iban a cambiar de arriba abajo la noción de lo que era un agujero negro.
A Hawking, que lo había intuido, le causó tanta emoción que no pudo dormir aquella noche. Se había dado cuenta de que el comportamiento de la superficie de los agujeros negros guardaba una sorprendente relación con la segunda ley de la termodinámica. Según esta ley, la entropía (o el desorden) dentro de un sistema aislado siempre será igual o aumentará, por lo que cuando dos de estos sistemas se unen, la entropía del sistema combinado es mayor que la suma de las entropías de los sistemas individuales. Básicamente esto significa que si se deja que las cosas evolucionen por sí mismas, el caos permanecerá igual o aumentará, pero nunca disminuirá. Hawking había combinado por primera vez la mecánica cuántica y la relatividad.

Historia del tiempo fue un éxito arrollador. Diez años después, ha sido traducido a treinta idiomas y ha vendido seis millones de ejemplares en todo el mundo. ¿Por qué? Nadie lo sabe en realidad, aunque se han barajado toda clase de teorías. Tal vez todo el mundo pensó que tenían que saber algo sobre ciencia, y que esta era su oportunidad de comprar —si no necesariamente de leer— un buen libro divulgativo sobre la materia, escrito por el experto más reconocido. Tal vez daba el necesario toque intelectual a la mesilla del salón; o porque era el regalo de Navidades perfecto para abuelos, nietos, sobrinos, tíos, la generación aparentemente analfabeta que solo parecía interesarse en ruidos y ordenadores; o porque era fácil de usar, o porque era perfecto para formar futuros premiados: había necesidad de un nuevo Einstein.
Historia del tiempo, Hawking trata de asuntos tales como la naturaleza de Dios y las teorías de la unificación. No se examina ni siquiera se considera relevante si existe alguna de estas dos entidades problemáticas, aunque Hawking es un gran creyente de la segunda y no de la primera. No obstante, hay una cuestión filosófica fundamental que sí aborda: «el procedimiento habitual de la ciencia de construir un modelo matemático no responde a la cuestión de por qué tiene que existir un modelo de universo». En realidad, Wittgenstein, un filósofo que Hawking desprecia particularmente, ya se planteó sucintamente esta pregunta hace más de 70 años: «no es cómo está hecho el mundo lo que es místico, sino el hecho de que exista».

Después de la publicación de su bestseller, Hawking se convirtió de la noche a la mañana en una celebridad. En 1990 Hawking fue a Hollywood donde conoció a Steven Spielberg. Ambos se admiraban mutuamente. Spielberg le prometió que produciría una película de Historia del tiempo. Hawking sugirió que debía llamarse Regreso al Futuro. Se prometieron no perder el contacto.
Obviamente, Hawking estaba muy interesado en obtener el premio Nobel, no en vano tiene la entrada más extensa en el índice de Historia del tiempo, pero sus posibilidades de ganarlo son pequeñas.
De acuerdo con otra norma de su reglamento, los premios científicos se conceden a la ciencia, y en los albores del siglo, cuando Nobel creó el premio, la ciencia se limitaba a algo que podía probarse mediante observación o experimento, por lo que por muy asombrosos que fueran los argumentos teóricos, no se consideraban suficiente. El trabajo de Hawking no puede probarse.

Excellent short exposure. In this work, he gives the reader a comprehensive yet brief overview of Stephen Hawking’s life & works. Strathern, as usual, is entertaining, informative & funny. Strathern cuts through the vernacular & brings the subject matter in plain, direct language. This book is definately a winner!.

His companion, Michael, defined him in a cordially condescending way as “a brilliant and sympathetic maniac of science.” One day, they began to speak in Stephen’s laboratory of “philosophy and life.” Michael remembers that he was pretty good at philosophy, but as they got into the conversation he realized that Stephen was making a fool of him, subtly inciting him to let his ignorance be seen.
Hawking’s interest focused on the breadth of the world around him, and he did study it thoroughly, often making nocturnal forays into it. He kept observing its unique properties, the curious way in which it manifested itself and its exciting possibilities.

ALS is a progressive degenerative disease of the nerve cells of the spine and brain. These cells control muscle activity so, as the disease progresses, the muscles will atrophy causing immobility and even total loss of speech. The body is reduced to a vegetative state, but the mind remains at all times awake and functioning perfectly. Communication is impossible, and death occurs in a few years. In the last stages of the disease, the patient is treated with morphine to counteract the effects of chronic depression and terror.
Hawking’s reaction was typical of his education and character. “To realize that I had an incurable disease that was going to kill me in a few years scared me a little: how could something like that happen to me?” His mother’s reaction was not so restrained.
ALS does not progress in a regular way. After an exacerbation of the symptoms, there usually comes a compensation process, a stabilization that can last a surprising time. The doctors had informed Hawking that his illness had entered one of those “mesetary periods,” but his diagnosis proved wrong. The disease continued to progress, and a few months later Hawking had to lean on a cane to be able to walk. The doctors gave him less than two months to live. Beginning your thesis made no sense if you were to die before you could complete it.

Hawking began to study Penrose’s ideas in detail, and as he did so, an idea of ​​amazing originality was taking shape in his mind. Like many great ideas, this was essentially simple (although the calculations that supported it were anything but that). Hawking wondered what would happen if, somehow, a black hole were turned inside out. Then he applied this idea to the entire universe. Would not the expanding universe be a gigantic star that imploded “upside down”? Time disappears inside a black hole: if this process is reversed, it would mean the creation of time. The same would happen with space. Matter originates from an infinitely dense point, although without dimensions. At this point there would be the big bang, the very act of creation, neither more nor less.
The theory of relativity would apply in both directions. If the gravitational field intensified, spacetime, matter, radiation were concentrated. As the gravitational field expanded and weakened, spacetime also unfolded, and radiation and matter expanded. Hawking managed to demonstrate that in the past there was a singularity that gave rise to time. And if the universe stopped its expansion and began to contract, it would eventually implode and end in a singularity, the so-called big crunch. There were no doubts about what would have happened before the universe began, or what had happened after finishing, because under these circumstances there was no time, but neither space nor matter would exist.
Hawking had explained how the universe had originated. He had shown how the big bang was produced, how everything had been created from the reversal of a black hole that encompassed everything. (Despite this, the Soviets continued to stubbornly maintain that there was nothing like a black hole, and Hoyle continued to defend his theory of the steady state).

At 32, Hawking had been named one of the youngest elected members of the Royal Society. Other awards and honors would follow. For his self-sacrificing wife Jane, these awards were like “the icing on the cake.” But life with Hawking was not easy: “I believe that I will never be able to reconcile within me the ups and downs that we have experienced in this house: really from the bottom of a black hole to these dazzling prizes.”
It was then that Hawking had his famous “eureka” moment, which put him on the path of his greatest discovery. One night while going to bed he began to think about the surface of black holes. Hawking’s obstinacy in doing everything on his own meant that going to bed represented for him a long and laborious process that allowed him to think for a long time.
Hawking began to wonder about what would happen to the rays of light in the event horizon of a black hole. He knew that the rays of light that form the horizon of events, the surface of a black hole, can never approach each other because they are in suspension. They can not escape or be absorbed by the black hole. Suddenly, he realized what this meant: the surface area of ​​a black hole never decreases. In other words, even if two of them come together, they will never absorb each other; on the contrary, its total surface will remain the same or increase, but it will never be able to decrease. It may seem a somewhat abstruse conclusion or, perhaps, not particularly relevant or exciting. However, its implications would change from top to bottom the notion of what a black hole was.
Hawking, who had sensed it, caused so much emotion that he could not sleep that night. He had realized that the behavior of the surface of black holes was surprisingly related to the second law of thermodynamics. According to this law, entropy (or disorder) within an isolated system will always be the same or increase, so when two of these systems come together, the entropy of the combined system is greater than the sum of the entropy of the individual systems . Basically this means that if things are allowed to evolve on their own, chaos will remain the same or increase, but it will never diminish. Hawking had combined for the first time quantum mechanics and relativity.

History of time was an overwhelming success. Ten years later, it has been translated into thirty languages ​​and has sold six million copies worldwide. Why? Nobody really knows, although all kinds of theories have been considered. Maybe everyone thought they had to know something about science, and that this was their opportunity to buy – if not necessarily to read – a good informative book on the subject, written by the most recognized expert. Maybe he gave the necessary intellectual touch to the table in the living room; or because it was the perfect Christmas gift for grandparents, grandchildren, nephews, uncles, the apparently illiterate generation that only seemed interested in noise and computers; either because it was easy to use, or because it was perfect to train future winners: there was a need for a new Einstein.
History of time, Hawking deals with matters such as the nature of God and the theories of unification. It is not examined or even considered relevant if there is any of these two problematic entities, although Hawking is a great believer of the second and not the first. However, there is a fundamental philosophical question that does address: “the usual procedure of the science of building a mathematical model does not answer the question of why there must be a model of the universe”. In fact, Wittgenstein, a philosopher who Hawking particularly despises, already succinctly raised this question more than 70 years ago: “It is not how the world is made that is mystical, but the fact that it exists.”

After the publication of his bestseller, Hawking became a celebrity overnight. In 1990 Hawking went to Hollywood where he met Steven Spielberg. Both admired each other. Spielberg promised that he would produce a History of Time movie. Hawking suggested that it should be called Back to the Future. They promised not to lose touch.
Obviously, Hawking was very interested in winning the Nobel Prize, not in vain has the most extensive entry in the History of Time index, but his chances of winning it are small.
According to another norm of its regulation, scientific awards are granted to science, and at the dawn of the century, when Nobel created the prize, science was limited to something that could be proved by observation or experiment, so for very As amazing as the theoretical arguments were, they were not considered sufficient. Hawking’s work can not be proven.

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