ENTREAVISTA A HAWKING.pdf - Cosmofisica

Una teoría final unificada explicaría
estas fuerzas como aspectos
diferentes de una sola fuerza.
Las fuerzas conocidas de la
naturaleza operan a diferentes
niveles. Existe la gravedad, que
afecta a todo, desde manzanas
hasta galaxias; el electromagnetismo,
que interactúa con partículas
cargadas eléctricamente como los
electrones, y la energía nuclear,
fuerte y débil, que opera a nivel del
núcleo atómico, que incluye partículas
subatómicas exóticas como
los cuarks, leptones y muons.
La unificación de todas estas
fuerzas significaría un logro supremo
para la ciencia.
Como explica Hawking en su
libro más reciente y el más legible,
Brevísima historia del tiempo: “Sería
el fin de un largo y glorioso capítulo
en la historia de la lucha intelectual
de la humanidad para entender el
universo. Pero también revolucionaría
el entendimiento habitual que
tienen las personas sobre las leyes
que lo gobiernan”.
La pelota de ping-pong
La física moderna se deriva del trabajo
de Isaac Newton. Sus leyes de
movimiento y gravedad son fundamentales
y, una implicación importante,
es la idea de que no existe
una posición absoluta en el espacio.
Hawking utiliza la metáfora de
una pelota de ping-pong rebotando
sobre una mesa para explicar lo que
esto significa. Imaginemos que la
pelota tarda un segundo en subir
un metro y volver a bajar.
Para alguien que está parado a
un lado de la mesa, la pelota ha
subido y bajado sin moverse a la
derecha o a la izquierda. Sin embargo,
imaginemos que la mesa se
encuentra en el vagón de un tren
que viaja a una velocidad constante
de 40 metros por segundo.
Cualquiera que se encuentre a un
lado de las vías del tren, no sólo
vería que la pelota se mueve de
arriba abajo, también la vería
moverse 40 metros en la misma
dirección que el tren.
De acuerdo con Hawking, lo
que esto implica es importante,
“significa que no podemos determinar
si dos eventos, que tuvieron
lugar en momentos diferentes,
ocurrieron en el mismo lugar en el
espacio”, afirma en Brevísima historia
del tiempo.
Viajar en el tiempo
Newton definió la gravedad con relación
a la masa y la distancia entre
El concepto no es tan difícil de imaginar.
En nuestra vida diaria consideramos
que el suelo es plano, sin embargo,
sabemos que la tierra es una esfera
dos objetos. Einstein sugirió un
nuevo concepto de gravedad, el cual
describe como una consecuencia del
hecho de que el espacio-tiempo no
es plano, como se suponía anteriormente,
sino curvo o “combado”.
El concepto no es tan difícil de
imaginar como parece. En nuestra
vida diaria consideramos que el
suelo es plano, sin embargo, sabemos
que la tierra es una esfera. Esto
significa que si caminamos sin
detenernos en una sola dirección,
terminaríamos llegando al mismo
lugar. Parece extraño cuando pensamos
en el suelo como plano,
pero no lo es cuando vemos a la tierra
como lo que es, una esfera.
Einstein consideraba que el
espacio-tiempo tiene cuatro dimensiones,
tres de espacio y una de
tiempo. Otra propiedad particular es
que la naturaleza curva del espaciotiempo,
con la cual Einstein explicó
la gravedad, puede reflejar la luz.
Estamos acostumbrados a la
idea de que los lentes ópticos reflejan
la luz, pero la teoría general de la relatividad
sugiere que la atracción gravitacional
de las estrellas y las galaxias
también puede reflejar la luz.
De hecho, el astrónomo Sir
Arthur Eddington observó esto en
1919 durante un eclipse total de
Sol. Fue una reivindicación poderosa
para Einstein, quien tenía problemas
para explicar su teoría a un
público más extenso.
Incluso, cuando anunció la
teoría, un periodista le preguntó si
era verdad que sólo tres personas
en el mundo entendían la Teoría
General de la Relatividad, se dice
que Eddington contestó: “¿Quién
es la tercera?”.
La naturaleza curva del espacio-tiempo
también sugiere otro
intrigante concepto. Si se pudiera
encorvar lo suficiente, sería posible
crear un atajo de un lugar en
el espacio-tiempo a otro. A través
de este “agujero de gusano” (un
delgado tubo de espacio-tiempo
que conecta una región plana con
otra) sería posible viajar a través
del tiempo.
Significa que sería posible viajar
a Próxima Centauro, que es la
estrella más cercana, a través de un
agujero de gusano de tan sólo
unos cuantos millones de kilómetros,
aún cuando la estrella se
encuentre a 20 millones de millones
de kilómetros.
Lo multidimensional
La relatividad general y su concepto
multidimensional del espaciotiempo
puede ser muy complicado
para que las personas lo entiendan,
pero qué sucede con la idea
de un universo con muchas más
dimensiones.
Esta es una de las implicaciones
de otra de las teorías favoritas de
Hawking, la Teoría de Cuerdas. Este
concepto se ha convertido en un
posible contendiente para la Teoría
La Teoría del Todo
Sus principales conceptos son los siguientes:
• Principio Antrópico La idea es que el universo es como es, de otra
manera no estaríamos aquí para observarlo. Se basa en la idea de que
los números básicos que gobiernan las leyes de la naturaleza, tal
como la masa de un electrón, parecen ser perfectas para la vida.
• Teoría de Branas Haciendo una analogía con las membranas en
biología trata de utilizar el concepto de las estructuras multidimensionales
para explicar el universo. El concepto más fácil de entender
es el de 2-branas, que se compara con la superficie de un globo inflado
en el que se mueven las galaxias y las estrellas a través del espacio.
Sugiere que existe un universo con hasta 26 dimensiones.
• Espacio-tiempo Es el concepto concebido por Albert Einstein
para explicar la gravedad. Tiene cuatro dimensiones, tres de espacio
y una de tiempo. La gravedad es el resultado de un espaciotiempo
curvo o “combado”.
• Relatividad Albert Einstein formuló dos teorías de la relatividad,
la especial y la general. La primera describe cómo las leyes de la
naturaleza son las mismas para todos los que las observan cuando
no existe el fenómeno gravitacional, sin importar cómo se muevan.
La segunda, que es la teoría general, explica la fuerza de la
gravedad en términos de la curvatura del espacio-tiempo de cuatro
dimensiones.
• La Teoría de Cuerda El concepto favorito para explicar una teoría
única y unificada del todo. Las partículas se describen como
ondas sobre cuerdas, que tienen longitud pero no dimensión.
• Agujeros de Gusano Cuando el espacio-tiempo se encorva lo
suficiente puede formar tubos delgados que conectan una región
plana del espacio con otra. Tales agujeros de gusanos podrían permitir
viajar en el tiempo o largos viajes a través del espacio a universos
paralelos.
El científico dedica
buena parte de su tiempo
a impartir clases y a
dictar conferencias para
divulgar sus teorías
acerca del tiempo y del
universo.
del Todo. En la Teoría de Cuerdas,
los objetos básicos no son partículas
puntuales sino cosas que tienen longitud
pero ninguna dimensión.
Sin involucrarse en las matemáticas,
los investigadores de la Teoría
de Cuerdas predicen que existe un
universo multidimensional que
tiene de 10 a 26 dimensiones.
Cuando otros como yo piden
una explicación sobre lo que significan
tantas dimensiones, los cosmólogos
utilizan metáforas. Algunos
utilizan el concepto de una manguera
sobre el pasto, otros prefieren
un popote sobre una barra.
Ambos son tubos largos y delgados.
Tienen una dimensión obvia
cuando son observados a distancia
–largo y delgado– pero cuando son
inspeccionados de cerca tienen
otras dos dimensiones escondidas,
enrolladas en sí mismas, para formar
un tubo hueco. Las dimensiones
adicionales del espacio-tiempo
pueden ser tan pequeñas y enrolladas
que escapan a la vista.
Hawking y sus colegas imaginan
un concepto aún más complicado
para tratar de explicar los que
significan estas dimensiones escondidas
del espacio. Lo llaman
mundo “brana”, cuyo nombre proviene
de membranas en biología.
“Galaxias
y personas oscuras”
Alrededor de 1994, el concepto de
enrollar las dimensiones adicionales
del espacio en las branas se ha vuelto
40 DÍA SIETE 341
EL UNIVERSO DE STEPHEN 41