Cómo te extrañamos, Stephen Hawking

Por: José Manuel Posada*

Stephen Hawking y la ELA

El paciente con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que más tiempo ha vivido fue Stephen Hawking, físico y cosmólogo inglés, quien falleció en marzo de 2018, conocido tanto por sus méritos científicos como por ser un exitoso comunicador de la ciencia, labores que lo incorporaron en la cultura popular del mundo entero de tal manera que reconocemos inmediatamente la imagen del investigador postrado en una silla de ruedas, ya que durante más de 25 años fue parte de anuncios y series de televisión, documentales, películas, caricaturas, páginas de internet, memes, redes sociales y noticieros. Hawking fue asiduo en los medios de comunicación y sus opiniones científicas y no científicas causaban expectación en una gran cantidad de personas, vinculadas o no con la ciencia. 

A Hawking le diagnosticaron ELA, enfermedad que ataca las células del cerebro y del sistema nervioso que controla el movimiento de los músculos, cuando tenía 21 años y sólo tendría dos de vida, auguraron los médicos. Pero Stephen se mantuvo en pie con ayuda de bastones hasta los 30 y posteriormente pasó postrado 46 años en una silla de ruedas o en una cama. Y aunque nunca más se volvió a incorporar pues poco a poco fue perdiendo la movilidad del cuerpo y las fuerzas de los músculos, logró vivir hasta los 76 años, dos menos que el promedio de vida de los ingleses, por lo que se convirtió en un caso médico único en la historia. Al final de sus días sólo podía mover, de forma voluntaria, una parte de la mejilla derecha, suficiente para comunicarse mediante un sistema computarizado que convertía a sonido las palabras que formaba, letra por letra, en la pantalla de un ordenador. De aquí la voz metálica con la que lo relacionamos pues era incapaz de producir palabra alguna con su boca. 

En un estado avanzado de la enfermedad y con ciertos problemas motrices, Hawking escribió en Cambridge su tesis doctoral con el ya famoso capítulo 4, donde propone que en el origen del universo debieron existir condiciones similares a las de una singularidad. Es decir, compara, por primera vez, el origen del universo con un agujero negro, lo que le valió un reconocimiento generalizado de sus colegas más allá de sus profesores de la universidad. ¿Quién, médicamente desahuciado, con poco tiempo de vida (era el diagnóstico oficial), tiene cabeza para generar ideas sobresalientes? Quizás pocos. Éste es uno de sus grandes méritos. Llegarían otros. 

La tesis de doctorado de Stephen Hawking da indicios de lo que será su futuro. No sólo se trata de un científico con una profunda relación e interpretación física de las matemáticas que, de por sí, son de primer orden, sino que perfecciona, en su cabeza, un pensamiento abstracto basado en la memoria, similar a las partidas de ajedrecistas a ciegas donde uno de los contendientes menciona en voz alta la jugada que realizará mientras el otro la imagina y recrea en su cabeza. Así es que Hawking, por sus problemas motrices, realiza buena cantidad de su trabajo matemático de manera mental pues su cerebro nunca se vio afectado por la enfermedad. Y aunque a Stephen se le reconoce, antes que nada, como físico y cosmólogo, su trabajo con los números estuvo a la altura de cualquier matemático puro de primera, tanto que tuvo a su cargo la cátedra del área más famosa del mundo: la Lucasiana de Cambridge. 

Hawking, a pesar de ser científico, no estuvo ajeno a cierto tipo de creencias o pensamiento sin fundamento, como cuando se rehusó hasta el insulto a sentarse permanentemente en una silla de ruedas pues a los veintitantos años, a su parecer, todavía podía caminar con el bastón. Suponía que en el momento en que se sentara en una silla ya no iba a haber vuelta atrás pues le significaría un paso a la tumba, cosa que no iba a dar. Su enfermedad estaba ahí, con o sin silla, pero él se auto engañaba, creía que mientras caminara todavía iba a faltar mucho para morir. ¿Quién no se ha puesto un velo de la misma manera, de forma ilógica, aunque sea para asuntos menos importantes que los de Stephen? ¿Todos?

Jane, su esposa, fue quien lo obligó a sentarse, porque, literalmente, las fuerzas no le alcanzaban a ella. No podía llevar a una recién nacida en un brazo, al pequeño detrás, prendado de la falda, las cosas de la familia en una bolsa sobre el hombro y, además, soportar medio cuerpo de su esposo en el brazo libre porque lo de andar con ayuda del bastón no era del todo cierto. Para 1970 Stephen usaba silla de ruedas y parte de las obligaciones de los estudiantes que atendía académicamente era el de asistirle por su estado físico.  

Todos los méritos científicos y como comunicador de la ciencia de Stephen Hawking los desarrolló con la ELA avanzada, caso único en la historia de la ciencia que quizás no se valore en su justa dimensión debido a lo familiar que todavía se nos hace el personaje, a lo natural que era su presencia. Pero hay que resaltarlo: existen pocas personas, dentro y fuera de la ciencia, que han conseguido logros equiparables a los de Hawking en condiciones parecidas de salud y estado físico, tanto, que nos costaría encontrar un solo caso similar a él en cualquier ámbito. 

Stephen Hawking y los agujeros negros

Otro de los grandes logros intelectuales de Hawking es el de establecer una relación entre la relatividad general, la mecánica cuántica y la termodinámica de un agujero negro, propuesta de una belleza inusual por el despliegue de imaginación e inteligencia que merece este trabajo. Antes de adentrarnos en ella, tengamos presente que la ciencia se ha ramificado extraordinariamente y buena parte de su historia se escribe a partir de las relaciones que se han descubierto de fenómenos aparentemente inconexos, como el de la electricidad y el magnetismo, fenómenos físicos sin relación aparente hasta finales del siglo XVIII, pero que en el siglo XIX se unificaron bajo los mismos principios naturales y reglas matemáticas y, por si fuera, poco, donde también se incluyó a la luz. En el mismo tenor se ha querido unificar o conjuntar en una sola teoría los dos pilares de la física moderna: la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica, sueño inalcanzable de buena parte de los físicos teóricos de los últimos cien años, incluido Albert Einstein. Quienes se han acercado encontraron solamente fenómenos donde ambas teorías se relacionan en casos muy específicos. 

Un agujero negro es un cuerpo astronómico cuya densidad es tan alta que, como dice la teoría general de la relatividad, curva el espacio a su alrededor de tal manera que es imposible que escape cualquier cosa de él, incluida la luz. La frontera del espacio que separa la región donde todavía es posible escapar de un agujero negro de donde ya no es posible hacerlo se llama horizonte de sucesos. Ahora bien, según la mecánica cuántica, el vacío es una región o estado muy particular del espacio donde se crean constantemente pares de partículas y antipartículas que tienen una vida media muy corta, que se desintegran rápidamente. Es decir, el vacío no es tan vacío y suceden cosas. He aquí donde aparece la magia de Stephen Hawking: intuyó que en el horizonte de sucesos de un agujero negro pueden crearse pares de partículas en direcciones contrarias, de manera que una se introduciría al agujero y la otra se iría en dirección contraria, por lo que el par no se desintegraría. Así que un observador podría detectar radiación proveniente del agujero negro, cuando en realidad se trata de partículas que se crearon muy cerca del horizonte de sucesos. ¿Esta radiación nos podría proporcionar información del propio agujero? Sí, pues Hawking comprobó matemáticamente que se relaciona con la temperatura del cuerpo astronómico a pesar de crearse fuera de él. 

La radiación Hawking, llamada así a la radiación que intuyó debía de existir para este caso particular donde conjuntó relatividad general, mecánica cuántica y termodinámica, no ha sido detectada debido a que, de existir, se trata de una radiación muy débil. Quizás, en algunas decenas de años se tenga la tecnología para buscarla y de esta manera confirmar o desmentir los resultados del pensamiento, la imaginación, las matemáticas y la física de Stephen Hawking con sus amados agujeros negros. 

En abril de 2019, a poco más de un año de la muerte de Stephen Hawking, se consiguió la primera imagen de un agujero negro, la cual fue coloreada a luz visible para que pudiera ser apreciada por todos. No se trata, desde luego, de una fotografía de la radiación de Hawking, sino de rayos X de objetos que circundan un monstruoso objeto astronómico a 55 millones de años luz del Sistema Solar cuyo horizonte de sucesos tiene un diámetro de 40 mil millones de kilómetros. Los objetos que emiten estos rayos X no son parte del agujero negro, pero eventualmente serán tragados por él, así que nos proporcionan una buena idea de su forma. 

Stephen Hawking y los medios de comunicación 

Si Stephen hubiera vivido hasta la presentación de la imagen, no sólo se habría emocionado profundamente pues se trata de uno de sus objetos de estudio más queridos, sino que también habría sido reflector en los medios de comunicación. Cualquier cosa dicha por él se reproducía en todos los medios más importantes del mundo porque se convirtió en el científico más mediático de la historia, desde finales de los 80 hasta su muerte. Los medios amaban a Stephen y Stephen amaba a los medios, amor idílico que surgió a partir de la publicación de Breve historia del tiempo. 

Uno de los libros icónicos de divulgación de la ciencia de todos los tiempos fue escrito por Stephen Hawking con un propósito mundano, obtener recursos para financiar parte de su tratamiento médico y mejorar sus sillas de ruedas, pues a pesar de ser investigador de una de las universidades más afamadas del mundo, Cambridge, sus gastos sobrepasan sus ingresos. El libro que escribió para tal fin, Breve historia del tiempo, se convirtió en un best seller inmediatamente de su publicación en 1988 por una curiosa razón, y no precisamente por su calidad literaria o de contenido: en la portada aparecía el científico inglés en silla de ruedas, mostrando, al público general, las condiciones físicas del autor del libro donde se trataba, ni más ni menos, la historia del universo. Este hecho, del que Hawking se arrepintió al principio, lo hizo famoso, y el libro, con su imagen, le trajo más regalías de las esperadas. 

Ahora bien, Breve historia del tiempo no es un excelente libro de divulgación, como sí lo son otros clásicos como Cosmos de Carl Sagan o El pulgar del panda de Stephen Jay Gould. Digamos que la segunda parte del libro de Hawking se asemeja más a un libro de texto para estudiantes y especialistas que para el público lego, no especializado, por lo que rompe una de las reglas básicas de los libros de divulgación: no está escrito para el público en general. Sólo los primeros capítulos del libro pueden considerarse para todo público. Pero la mayoría de la gente se deja llevar por la inercia de la fama y de la mercadotecnia y suele ser un libro recomendado, inclusive, por gente que se encuentra dentro de los ambientes de la comunicación de la ciencia. 

Otros libros escritos por Stephen a partir del gran éxito editorial de Breve historia del tiempo fueron El universo en una cáscara de nuez, El gran diseño y Agujeros negros. Este último, pese a tener un título poco atractivo con menor imaginación literaria, es de los mejores. Por lo anterior, Stephen Hawking gozó de un gran prestigio como comunicador de la ciencia debido a factores más allá de sus cualidades como divulgador: su enfermedad y por encontrarse postrado en una silla de ruedas, elementos que lo catapultaron como un personaje mediático. 

Stephen Hawking, ¿heredero de Newton y de Einstein? No. 

Por último, en el inconsciente colectivo se tiene la idea de que Stephen fue el heredero científico de Einstein que, a su vez, fue heredero de Newton. ¿Qué tan cierta es esta idea de los relevos de estafetas científicas? 

Newton construyó, entre otras cosas, un marco conceptual que se denomina mecánica newtoniana que se basa en sus tres leyes de movimiento y en la ley de gravitación universal. Este marco es la base para estudiar y planear infinidad de cosas, como el movimiento de los cuerpos terrestres, desde carretas y bicicletas, pasando por automóviles, aviones, trenes, hasta cohetes, y algunos cuerpos celestes como lunas y planetas. Gracias a la mecánica newtoniana se estudian las fuerzas, posiciones, velocidades o aceleración que actúan en muchos objetos, pero también en construcciones como casas, edificios, puentes y en los mecanismos de infinidad de aparatos, desde electrodomésticos hasta grandes fábricas, represas y muelles, por dar sólo unos pocos ejemplos. Es decir, lo que construyó Newton va más allá de lo que ha hecho casi cualquier otro científico, pues proveyó las bases que utilizan muchos físicos y matemáticos, ingenieros, arquitectos y astrónomos para su trabajo diario. Newton ideó la base científica que sirve para el trabajo diario de millones de profesionistas, eso sin contar su invención del cálculo y sus aportaciones en óptica.

Einstein hizo algo equivalente al establecer la relatividad general, pues todo cosmólogo y astrofísico se base en ella para estudiar los agujeros negros, las estrellas de neutrones, las ondas gravitacionales, la expansión y el origen del universo y su posible final y mil cosas más. Es decir, Einstein también construyó un gran marco conceptual que es la base de investigaciones de miles de científicos. Pocos personajes en ciencia han hecho desarrollos con el mismo valor del de Einstein y Newton, como Darwin con su teoría de la evolución o Planck, Bohr, Schrödinger, Heiserberg, Dirac, de Broglie y el mismo Einstein con la mecánica cuántica. 

Stephen Hawking, en este sentido, no construyó ningún marco conceptual de estos tamaños. Utilizó la mecánica cuántica, la relatividad general y la termodinámica para obtener resultados para casos específicos, como que el origen del universo tuvo condiciones similares a un agujero negro o que éstos radiaban. Los resultados del científico inglés son de primer orden, de una mente privilegiada, no cabe duda, pero de ninguna manera se puede comparar con lo que hizo Newton y Einstein. 

A dos años del fallecimiento de Stephen Hawking hay que recordarlo como un caso único en la historia de la ciencia. Se sobrepuso al diagnóstico de una enfermedad que le daba no más de un par de años de vida, al deterioro físico que lo fue postrando en una silla de ruedas y le impidió el movimiento voluntario de casi todos sus músculos. A pesar de ello realizó investigación fundamental en cosmología y fue un reconocido comunicador de la ciencia, además de ser un personaje mediático; pero para serle fiel a la precisión, tan necesaria en la historia como en la ciencia, debemos aquilatarlo en su justa dimensión.

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*José Manuel Posada es profesor de la Facultad de Física de la Universidad Veracruzana. Le gusta mucho escribir sobre ciencia y toma fotos.