Las teorías del físico y matemático británico Stephen William Hawking (nacido en 1942) lo situaron en la gran tradición de Newton y Einstein. Hawking hizo contribuciones fundamentales a la ciencia de la cosmología, el estudio de los orígenes, la estructura y las relaciones espacio-temporales del universo.
Stephen W. Hawking nació el 8 de enero de 1942 en Oxford, Inglaterra. Su padre, un conocido investigador en medicina tropical, instó a su hijo a buscar una carrera en las ciencias. Stephen encontró que la biología y la medicina eran demasiado descriptivas y carentes de exactitud. Por lo tanto, se dedicó al estudio de las matemáticas y la física.
Hawking no fue un estudiante sobresaliente en la Escuela de St. Alban, Hertfordshire, ni más tarde en la Universidad de Oxford, a la que ingresó en 1959. Era un joven sociable que hacía poco trabajo escolar porque era capaz de comprender lo esencial de un problema de matemáticas o física de forma rápida e intuitiva. Mientras estaba en Oxford, se interesó cada vez más por la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, y finalmente se graduó con honores de primera clase en física (1962). Inmediatamente comenzó sus estudios de posgrado en la Universidad de Cambridge.
El inicio de la educación de posgrado de Hawking en Cambridge marcó un punto de inflexión en su vida. Fue entonces cuando se embarcó en el estudio formal de la cosmología que enfocó sus energías intelectuales de una manera que nunca antes habían sido. Y fue entonces cuando se enfermó por primera vez de esclerosis lateral amiotrófica (enfermedad de Lou Gehrig), una enfermedad neuromotora debilitante que finalmente llevó a su confinamiento total en una silla de ruedas y a una pérdida virtual de sus funciones del habla. En Cambridge, su talento fue reconocido por su profesor principal, el cosmólogo Dennis W. Sciama, y se le animó a continuar sus estudios a pesar de sus crecientes discapacidades físicas. Su matrimonio en 1965 con Jane Wilde fue un paso importante en su vida emocional. El matrimonio le dio, recordó, la determinación de vivir y progresar profesionalmente en el mundo de la ciencia. Hawking recibió su doctorado en 1966 y comenzó su asociación de investigación y enseñanza de por vida con la Universidad de Cambridge.
Hawking hizo su primera gran contribución a la ciencia con su teorema de singularidad, un trabajo que surgió de su colaboración con el teórico Roger Penrose. Una singularidad es un lugar en el espacio o en el tiempo en el que alguna cantidad se vuelve infinita. Tal lugar se encuentra en un agujero negro, la etapa final de una estrella colapsada, donde el campo gravitacional tiene una fuerza infinita. Penrose demostró que una singularidad no era una construcción hipotética; podía existir en el espacio-tiempo de un universo real.
Basándose en el trabajo de Penrose y en la Teoría General de la Relatividad de Einstein, Hawking demostró que nuestro universo tenía sus orígenes en una singularidad. Al principio, toda la materia del universo estaba concentrada en un solo punto, formando un cuerpo muy pequeño pero tremendamente denso. Hace de diez a veinte mil millones de años ese cuerpo explotó en un big bang que inició el tiempo y el universo. Hawking fue capaz de llevar la investigación astrofísica actual para apoyar la teoría del Big Bang del origen del universo y refutar la teoría del estado estacionario rival.
La investigación de Hawking sobre las implicaciones cosmológicas de las singularidades lo llevó a estudiar las propiedades de la singularidad más conocida: el agujero negro. Aunque un agujero negro es una discontinuidad en el espacio-tiempo, su límite, llamado horizonte de eventos, se puede detectar. Hawking demostró que el área de superficie del horizonte de eventos de un agujero negro solo podía aumentar, no disminuir, y que cuando dos agujeros negros se fusionaban, el área de superficie del nuevo agujero era mayor que la suma de las dos áreas de superficie originales. Trabajando en concierto con B. Carter, W. Israel y D. Robinson, Hawking también pudo probar el “Teorema de No Pelo” propuesto por el físico John Wheeler. Según este teorema, la masa, el momento angular y la carga eléctrica eran las únicas propiedades conservadas cuando la materia entraba en un agujero negro.
El examen continuo de Hawking de la naturaleza de los agujeros negros llevó a dos descubrimientos importantes. El primero de ellos, que los agujeros negros pueden emitir radiación térmica, era contrario a la afirmación de que nada podía escapar de un agujero negro. El segundo se refería al tamaño de los agujeros negros. Tal como se concibió originalmente, los agujeros negros eran inmensos en tamaño porque eran el resultado final del colapso de estrellas gigantescas. Utilizando la mecánica cuántica para estudiar la interacción de partículas a nivel subatómico, Hawking postuló la existencia de millones de mini agujeros negros. Estos fueron formados por la fuerza de la explosión original del Big Bang.
Hawking resumió sus intereses científicos como “gravedad en todas las escalas”, desde el reino de las galaxias en un extremo hasta el subatómico en el otro extremo. En la década de 1980, Hawking trabajó en una teoría que Einstein buscó sin éxito en sus últimos años. Esta es la famosa teoría de campos unificados que tiene como objetivo unir la mecánica cuántica y la relatividad en una teoría cuántica de la gravedad. Una teoría unificada completa abarca las cuatro interacciones principales conocidas por la física moderna: la fuerza nuclear fuerte, que opera a nivel subatómico; el electromagnetismo; la fuerza nuclear débil de la radiactividad; y la gravedad. La teoría unificada explicaría las condiciones que prevalecían en el origen del universo, así como las leyes físicas existentes de la naturaleza. Cuando los humanos desarrollen la teoría del campo unificado, dijo Hawking, ” conocerán la mente de Dios.”
A medida que su condición física empeoraba, los logros intelectuales de Hawking aumentaban. No contento con causar una revolución en la cosmología, presentó una exposición popular de sus ideas en Una Breve Historia del Tiempo: Del Big Bang a los Agujeros Negros. Publicado por primera vez en 1988, este libro adquirió gran popularidad en los Estados Unidos. Vendió más de un millón de copias y fue catalogado como el libro de no ficción más vendido durante más de un año.
En 1993 Hawking escribió Agujeros Negros y Universos para Bebés y Otros Ensayos, que, además de una discusión sobre si las partículas elementales que caen en los agujeros negros pueden formar nuevos universos “para bebés” separados del nuestro, contiene capítulos sobre la vida personal de Hawking. Fue coautor de un libro en 1996 con Sir Roger Penrose titulado La Naturaleza del Espacio y el Tiempo, que se basa en una serie de conferencias y un debate final de los dos autores. Los temas discutidos en este libro incluyen si el universo tiene límites y si continuará expandiéndose para siempre. Hawking dice sí a la primera pregunta y no a la segunda, mientras que Penrose argumenta lo contrario. Hawking se unió a Penrose de nuevo al año siguiente, así como a Abner Shimony y Nancy Cartwright, en la creación de otro libro, The Large, the Small, and the Human Mind (1997). En esta colección de charlas impartidas en las Conferencias Tanner de Cambridge de 1995 sobre Valores Humanos, Hawking y los demás responden a la tesis de Penrose sobre relatividad general, física de quantam e inteligencia artificial.
El trabajo de Hawking en cosmología moderna y en astronomía teórica y física fue ampliamente reconocido. Se convirtió en miembro de la Royal Society de Londres en 1974 y cinco años más tarde fue nombrado profesor titular de Sir Isaac Newton: Lucasian professor of mathematics, Universidad de Cambridge. Más allá de estos honores, obtuvo una gran cantidad de títulos honoríficos, premios, premios y conferencias de las principales universidades y sociedades científicas de Europa y América. Estas incluyeron la Medalla Eddington de la Royal Astronomical Society, en 1975; la Medalla de Oro Pío XI, en 1975; la Medalla Maxwell del Instituto de Física, en 1976; el Premio Albert Einstein del Lewis and Rose Strauss Memorial Fund (el premio más prestigioso en física teórica), en 1978; la Medalla Franklin del Instituto Franklin, en 1981; la Medalla de Oro de la Royal Society, en 1985; la Medalla y Premio Paul Dirac, en 1987; y el Premio Britannica, en 1989. En la última década del siglo XX, Stephen Hawking se había convertido en uno de los científicos más conocidos del mundo.
Los esfuerzos de Hawking incluyen respaldar una conexión inalámbrica a Internet producida por U. S. Robotics Inc., a partir de marzo de 1997, y hablando con jóvenes en silla de ruedas. Además, Hawking hizo una aparición en la serie de televisión Star Trek que sus fans no olvidarán pronto.
Hawking no habla fácilmente de su vida personal, pero generalmente se sabe que se divorció de su primera esposa en 1991 y tienen dos hijos y una hija.
Cuando se le preguntó sobre sus objetivos, Hawking le dijo a Robert Deltete de Zygon en una entrevista de 1995, ” Mi objetivo es una comprensión completa del universo, por qué es como es y por qué existe en absoluto.”
Lectura adicional
El trabajo de Stephen W. Hawking se puede abordar mejor leyendo sus libros, que incluyen Is the End in Sight for Theoretical Physics (1980); A Brief History of Time (1988); y Black Holes and Baby Universes y Otros ensayos; Las fuentes sobre Hawking y su trabajo incluyen John Boslough, El Universo de Stephen Hawking (1985); Alan Lightman y Roberta Brower, editores, Origins: The Lives and Worlds of Modern Cosmólogos (1990); Michael Harwood, “The Universe and Dr. Hawking,” New York Times Magazine (enero de 1983); Elizabeth Devine, et al., editors, Thinkers of the Twentieth Century (1983); David Blum, “The Time Machine”, Nueva York (octubre de 1988); Kitty Ferguson, Stephen Hawking: A Quest for a Theory of the Universe (1992); Melissa McDaniel, Stephen Hawking: Physicist (1994); Harry Henderson, Stephen Hawking (1995). Véase también Russ Sampson, “Two Hours with Stephen Hawking,” Astronomy (marzo de 1993); Publishers Weekly (12 de febrero de 1996; 10 de marzo de 1997); Michael Lemonick, “Hawking Gets Personal,” Time (27 de septiembre de 1993); y Robert J. Deltete, “Hawking on God and Physical Theory,” Zygon (diciembre de 1995); Stephen Hawking también tiene su propia página web en http://www.darntp.carn.ac.uk/user/hawking/home.html. □