La Última Teoría de Stephen Hawking

La última teoría de Stephen Hawking (1942 - 2018), fue enviada a revisión según se informó el día dos de mayo pasado, diez días antes de su fallecimiento (14 marzo 2018), fue un trabajo en colaboración con Thomas Hertog, un físico adscrito a la Universidad Católica de Lovaina. 

Les llevó veinte años su desarrollo y predice que el universo es finito y más simple que lo postulado por muchas de las teorías actuales sobre el Big Bang.

En el mes de julio de 2017, el profesor Hartog, cuyo trabajo ha sido apoyado por el “Consejo Europeo de Investigación” (ERC), anunció por primera vez la teoría, ello en un conferencia organizada con motivo del setenta y cinco aniversario de Hawking,en la Universidad de Cambridge. 

Stephen Hawking y Thomas Hertog. Tomado de El Toper.

Según esta teoría la realidad puede estar compuesta de múltiples universos, pero cada uno puede no ser tan diferente al nuestro. Y no solo resuelve una paradoja cósmica de anteriores postulados de Hawking, sino que también señala un camino para que los astrónomos encuentren evidencia de la existencia de universos paralelos.

Dandole un enfoque cuántico a la creación del universo mediante el Big Bang, Hawking y James Hartle en el año de 1980, explicaron la forma en que el universo había surgido, y establecía la posibilidad de que no solamente se creara nuestro universo, sino la de que existieran un número infinito de ellos. Algunos serían muy parecidos a éste, y otros sutilmente diferentes, regidos por leyes físicas distintas a las que imperan aquí. Todo el planteamiento fue reforzado con un respaldo matemático que así lo acreditaba.

Implícitamente se generó un problema con esa interpretación, dado que si existen distintos tipos de universo no es factible conocer en cual de ellos estamos, la infinitud de universos y sus infinitas leyes físicas aplicables nos llevaron a la falta de certeza sobre donde estábamos parados.

Las modernas teorías de Big Bang predicen que nuestro universo local empezó a existir con un instante de inflación, esto es, una pequeña fracción de segundo después del Big Bang en la que el universo se expandió a un ritmo exponencialmente colosal. Pero, los físicos piensan que una vez iniciada la inflación, hay zonas en las que nunca se detiene. Se cree que los efectos cuánticos pueden mantener por siempre la inflación en algunas regiones, por lo que, globalmente sería eterna.

En el otoño del año pasado, en una entrevista que concedió Stephen Hawking declaró: “La teoría habitual de la “Inflación Eterna” predice que, a escala global, muestro universo es como un fractal (objeto que se repite a si mismo en diferentes escalas) infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano inflacionario." 

Entonces, la parte observable de nuestro universo sería una especie de acogedor universo de bolsillo, una región en la que la inflación ha cesado, y con ello se han podido formar galaxias, estrellas y planetas, como este, en el que habitamos.

“Las leyes locales de la física y la química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían múltiples universos. Pero nunca he sido fan del multiverso. Sí la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no se puede probar.”, reconoció el físico inglés.

En su nuevo planteamiento los físicos dicen que el enfoque anterior de la “Inflación Eterna” es errónea: “El problema con la explicación habitual de dicha inflación es que asume un universo de fondo existente que evoluciona de acuerdo a la teoría de la relatividad general y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto”, dijo Hertog.

Sin embargo añadió Hawking, “La dinámica de la inflación eterna difumina la separación entre las físicas clásica y cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se desmorona en la “Inflación Eterna”, y se predice, en este trabajo, que nuestro universo es, en las escalas más grandes, razonablemente simple y globalmente finito. Por lo que no es una estructura fractal."

En la nueva teoría se utilizaron los conocimientos matemáticos de una nueva herramienta, la teoría de cuerdas, que es una rama de la física teórica que busca reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, describiendo los componentes fundamentales del universo como pequeñas y unidimensionales cuerdas vibratorias.

Con Jane Wilde en su boda el 14 de julio de 1965. Tomada de Biografías y Vidas

El enfoque utilizado es el llamado “holografía” de la teoría de cuerdas, que dice que el universo es un holograma grande y complejo, es decir, la realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse matemáticamente a proyecciones en dos dimensiones sobre una superficie.

El trabajo teórico de Hawking y Hertog, desarrolló una variación de este concepto holográfico para proyectar la dimensión del tiempo en la “Inflación Eterna”. Lo que permitió describirla sin tener necesidad de invocar la relatividad general. En su propuesta se reduce la “Inflación Eterna” a un estado atemporal definido en una superficie espacial al inicio de los tiempos.

Ahora es Hertog quien nos dice: “Al rastrear la evolución de nuestro universo hacia atrás en el tiempo, en algún momento llegamos al “Umbral de la Inflación Eterna”, donde nuestra noción familiar del tiempo deja de tener significado”.

En la anterior teoría de Hawking “Teoría sin fronteras”, se predijo que si retrocedías en el tiempo hasta el inicio del universo, este se cerraba y encogía como una esfera, pero ahora la nueva teoría dice que: hay un límite en nuestro pasado. Ello significa que se dio un paso más allá.

Con esto han establecido un poco de orden, esclarecen que la variedad de universos posibles, serán aquellos en que las leyes de la física sean como las que nos rigen.

Se preve que el universo que ha surgido de la “Inflación Eterna” en el límite del pasado es finito y mucho más simple que la estructura fractal infinita predicha con antelación.

Ello implica que, al ser nuestro universo, uno de clase típica, las observaciones que se hagan sobre él, son aplicables a los demás, en cuanto a la forma en que surgieron. Estas variantes al ser confirmadas en trabajos futuros tendrán implicaciones importantes para el paradigma del multiverso.

“No estamos en un sólo universo único, pero nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso a un rango mucho menor de universos posibles.” Stephen Hawking

Las leyes de la física que se han comprobado en los laboratorios, no han existido siempre, en el transcurso del tiempo han venido variando, surgieron después del Big Bang, cuando el universo se expandió y se enfrió. Esto lleva a que las leyes dependan en gran medida de las condiciones físicas imperantes al momento de ocurrir el Big Bang.

Dice Hertog: “Pretendemos obtener una comprensión más profunda de donde provienen nuestras teorías físicas, como surgen, y si son únicas.”

Una consecuencia tentadora, según Hertog, es que podría ayudar a los investigadores a detectar la presencia de otros universos estudiando la radiación de microondas que queda del Big Bang.

Pero asegura que no cree posible saltar de un universo a otro, cuando menos, no por ahora.

El matrimonio en 1974. Tomada de Fotos Históricas.

Lo que sigue ahora, dice Hertog, nacido el 27 de mayo de 1975 (42 años), es estudiar las implicaciones de la nueva teoría a escalas más pequeñas que estén al alcance de los telescopios espaciales. Considera que las “Ondas Gravitacionales Primordiales” generadas a la salida de la “Inflación Eterna” constituyen la pistola humeante más prometedora para comprobar su modelo.

La expansión de nuestro universo desde el principio significa que estas ondas gravitacionales tendrían longitudes de onda muy largas, de hecho, fuera del rango de los detectores con los que actualmente se cuenta. Pero es factible que puedan “oírse” por la “Laser Interferometer Space Antenna” (LISA) un observatorio de “ondas gravitacionales” proyectado por la Agencia Espacial Europea (ESA) con la colaboración de la National Aeronautics and Space Administration (NASA).

Este proyecto consta de tres naves espaciales que orbitarán a cinco millones de kilómetros una de otra, formando un triángulo equilátero, dotadas de instrumental para sintonizarse entre ellas y actuar conjuntamente al recibir señales de ondas gravitacionales. Con avances notables a la fecha, pero con una fecha posterior para cumplir con sus metas, alrededor del año 2030.

Finalmente ilustro un poco de la vida personal del genio, al igual que Einstein, tuvo dos matrimonios, en eso también les voy a la zaga, no doy una.

Pero es notable que esta nueva forma de mirar las cosas la haya realizado con un científico mucho muy joven (con 22 años al iniciar el trabajo para generar esta teoría), él era su mentor, pero se aprecia que el trato fue mucho más de humano a humano, lo que permitió una sociedad de 20 años.

Con Elaine Mason en su boda en 1995. Tomada de Whosdatedwho.com