17 Mar 2018 - 3:00 p. m.

¿Por qué no le dieron el Premio Nobel a Stephen Hawking?

Juan Rafael Martínez, astrófísico colombiano asociado en el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (EE.UU.) explica en este texto por qué, pese ser un reconocido científico, Hawking no recibió ese galardón.

Juan Rafael Martínez Galarza* / @juramaga

Stephen Hawking en una de sus conferencias.  / AFP
Stephen Hawking en una de sus conferencias. / AFP

A lo largo de su carrera, el físico británico Stephen Hawking, quien murió esta semana en su casa de Cambridge a los 76 años, se convirtió en uno de los grandes referentes modernos de la ciencia y en una de las figuras públicas con mayor impacto en medios. A menudo sus opiniones sobre agujeros negros, inteligencia artificial o viajes interestelares se colaron entre los titulares de prensa y se prestaron para todo tipo de interpretaciones, a veces acertadas, a veces sensacionalistas. Si bien ese carácter de persona pública hizo posible la popularización de estos temas, también tuvo el efecto negativo de ocultar o hacer menos discernible la dimensión de Hawking como cosmólogo y como científico. Sus aportes reales a la resolución de grandes preguntas actuales de la física y sus controversias con otros colegas que no necesariamente compartían sus puntos de vista, no fueron muy conocidos.

Hawking fue, sin duda, un cosmólogo respetado, con un registro impecable de artículos científicos frecuentemente citados por otros autores en la actualidad, en los que intentó combinar la relatividad general, la mecánica cuántica y la termodinámica para idear una teoría completa sobre los objetos astrofísicos más apasionantes: los agujeros negros.

Para algunos cuesta creer que, a pesar de su innegable aporte a la cosmología moderna, Hawking no haya recibido nunca el premio Noble de Física, que se otorga a quienes hacen aportes significativos, novedosos y con un impacto cuantificable en nuestra capacidad de entender el funcionamiento del universo. Esto parecería más sorprendente aún en la época en que vivimos: una época en la que presenciamos el auge de la cosmología experimental. Teorías que se mantuvieron por más de un siglo como aparatos teóricos con evidencia experimental apenas marginal (pero convincente), hoy se ven recompensadas y reivindicadas gracias a experimentos que han comprobado algunas de sus más espectaculares predicciones.

Las ondas gravitacionales son el ejemplo más claro de este renacimiento de la cosmología. Tras existir por muchas décadas apenas como ecuaciones en los manuscritos de Einstein, hoy esas ondulaciones en el espacio-tiempo debidas al baile final de dos agujeros negros que colisionan, son un hecho comprobado experimentalmente. Su detección ha merecido el premio Nobel de Física. ¿Por qué no Hawking?

Probablemente la razón tenga que ver con la naturaleza de las predicciones que se desprenden su trabajo, con la dificultad de que sean comprobadas experimentalmente con nuestra tecnología actual. Basta apenas con percatarse cuánto tiempo tomó que algunas de las predicciones de Einstein fuesen comprobadas experimentalmente. En la ciencia, la capacidad experimental no necesariamente avanza a la velocidad de las mentes brillantes que nos regalan teorías nuevas sobre el universo. Las grandes ideas deben esperar décadas antes de ser comprobadas (o refutadas) por evidencia experimental. Ese es el caso de la llamada radiación de Hawking, un tipo de radiación que, de acuerdo con el físico, es emitida muy cerca de la frontera de un agujero negro (el llamado horizonte de sucesos), cuando la extrema curvatura del espacio-tiempo debida a la gravedad del agujero negro produce efectos cuánticos observables como la producción de pares materia-antimateria. Éstas son partículas virtuales que son empujadas a la realidad por el agujero negro y que son emitidas hacia el espacio para ser potencialmente observadas.

Pero, si una partícula es emitida desde el horizonte de sucesos, su antipartícula (con energía negativa) tiene que entrar irremediablemente en las profundidades del agujero negro, reduciendo en el proceso la masa del agujero negro. Piénsenlo en términos de los créditos y débitos en sus cuentas de banco: los débitos de energía negativa reducen la masa o el capital de su riqueza, de la misma manera que las antipartículas entrantes reducen la masa del agujero negro.

La idea de la radiación de Hawking ha producido a lo largo de los últimos 40 años un interesante debate sobre la naturaleza y el destino de la información en las inmediaciones de un agujero negro. Esta es la llamada paradoja de la información. Si el agujero negro se evapora a través de este proceso, ¿se pierde la información contenida en las partículas que cayeron en su interior inicialmente? Hawking pensó inicialmente que sí, lo cual habría implicado una reformulación de la mecánica cuántica. De hecho, hizo una apuesta al respecto con su colega John Preskill, apuesta que él mismo aceptó haber perdido en Julio de 2004, tras convencerse de que hay maneras de que la información se conserve aún en presencia de la radiación cuántica, que es de carácter termodinámico y tiene una temperatura asociada a la masa del agujero negro.

Si esta retractación de Hawking ha puesto punto final a la paradoja de la información todavía está por verse, pero sin duda demuestra otra de las capacidades que todo científico debe tener, y que Hawking sin duda exhibía en su quehacer científico: la capacidad de rendirse ante la evidencia experimental o ante argumentos más convincentes, aún en perjuicio de las ideas propias.

Lo cierto es que esta radiación de Hawking, así como otras propiedades de los agujeros negros que se desprenden de sus teorías, no han podido comprobarse experimentalmente. Hace poco más de un año un experimento diseñando por Jeff Steinhaur en la Universidad de Haifa, que intentaba emular las condiciones cuánticas cerca de un agujero negro, pero involucrando átomos a muy baja temperatura, observó un tipo de radiación que desde cierto punto de vista podría considerarse análogo a la radiación de Hawking. Sin embargo, la comunidad científica está dividida sobre la relevancia de esta medición y sobre su utilidad en la comprensión de agujeros negros astrofísicos.

Quizás la siguiente oportunidad que tengamos de comprobar las predicciones de Hawking se presente con las recientes detecciones de ondas gravitacionales originadas en la colisión de dos agujeros negros. En la interpretación termodinámica de Hawking, la superficie de un agujero negro es análoga a la entropía de un sistema termodinámico. En términos simples, la entropía mide el nivel de desorden en un sistema. Y el desorden en cualquier sistema siempre aumenta, como puede comprobar cualquier maestro de escuela que deje sólo a un ordenado grupo de estudiantes por algunos minutos. Si las mediciones de ondas gravitacionales que están siendo efectuadas en la actualidad indican que, tras la colisión de dos agujeros negros, la superficie del agujero negro resultante es mayor que la suma de las superficies individuales, Stephen Hawking será reivindicado póstumamente. Será tarde, sin embargo, para recibir el galardón de la Academia Sueca.

Más allá de los reconocimientos específicos, más allá de las controversias y las rimbombantes notas en los medios, con Stephen Hawking se va un científico en toda la extensión de la palabra: curioso, riguroso en sus teorías, dispuesto a corregir sus equivocaciones y, sobre todo, comprometido socialmente con la popularización de la ciencia. Un hombre con debilidades humanas acentuadas por una larga enfermedad que lo llevó a la parálisis total, pero también un humanista cuya preocupación mayor fue intentar maximizar nuestras probabilidades de sobrevivir en un universo donde la información sobre nuestra existencia no termine perdida en las profundidades de un agujero negro.

* Astrofísico asociado en el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

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