Stephen Hawking sondeó los límites de la comprensión humana tanto en la inmensidad del espacio como en el extraño reino cuasi-molecular de la teoría cuántica.

Además de varios libros más vendidos, Hawking también publicó varios artículos científicos importantes durante una ilustre carrera investigadora.

A través de sus teorías pioneras, el legendario físico examinó los orígenes del universo y ayudó a explicar el comportamiento de los agujeros negros.

1970 espacio-tiempo en agujeros negros

Una de las primeras ideas importantes de Hawking fue cómo interactúan el espacio y el tiempo dentro de los brutales límites de los agujeros negros.

Los agujeros negros son regiones del espacio que tienen un campo gravitacional tan intenso que no puede escapar ninguna materia o radiación.

Los objetos son tan poderosos que doblan el tiempo y el espacio de formas extrañas, y en 1970 Hawking mostró cómo los agujeros negros alteran el «espacio-tiempo».

El «espacio-tiempo» es una teoría que los físicos utilizan para describir la fusión tridimensional del espacio y el tiempo en un continuo de cuatro dimensiones.

Hasta la década de 1970, los físicos sabían que la teoría de Einstein permitía «singularidades», los puntos en los que el espacio-tiempo parecía ser infinitamente curvado.

Pero no estaba claro si estas singularidades realmente existían o no.

Sir Roger Penrose, físico del Birkbeck College, demostró que las singularidades existen porque pueden formarse en agujeros negros.

Junto con Sir Penrose, Hawking aplicó la misma idea a todo el universo en 1970.

Demostraron que la teoría de Einstein predijo una singularidad en nuestro pasado distante: el Big Bang.

1971-1972 Mecánica del agujero negro

Los agujeros negros son regiones del espacio que tienen un campo gravitacional tan intenso que no puede escapar ninguna materia o radiación.

Su campo es tan intenso que forman su propio conjunto de leyes físicas como ninguna otra cosa en el universo.

Hawking ideó la segunda ley de los agujeros negros, que establece que el área de superficie total de un agujero negro nunca disminuirá.

En un trabajo separado, Hawking planteó la teoría de los agujeros negros «sin pelo».

Esto establece que los agujeros negros se pueden distinguir por tres números: su masa, carga y momento angular.

«Cabello» en la idea de Hawking es otro dato que desaparece cuando cae en un agujero negro.

1974-1975 Cómo desaparecen los agujeros negros

Hawking demostró que los agujeros negros emiten calor y finalmente desaparecen en un proceso muy lento.

Mientras que un agujero negro de masa solar tarda más en evaporar la vida de nuestro universo, un agujero negro desaparece más rápido.

Cerca del final de sus vidas, liberan calor a un ritmo exponencial, ya que un agujero negro de tamaño mediano libera la energía de un millón de bombas de hidrógeno en solo una décima de segundo.

Hawking se basó en la «teoría cuántica» en aras del descubrimiento, la rama de la física que se ocupa de cómo funciona el universo a nivel subatómico.

A través de sus teorías pioneras, ayudó al legendario físico a explicar el comportamiento de los agujeros negros (la impresión de un artista) y a examinar los orígenes del universo.

1982 Cómo surgen las galaxias

Muchos físicos creen que el universo se infló rápidamente poco después del Big Bang.

Hawking fue uno de los primeros en demostrar cómo las galaxias podrían haberse formado durante una explosión de espacio y tiempo.

Encontró que las fluctuaciones cuánticas (ligeras diferencias en la distribución de la materia) han crecido en las galaxias que impregnan el universo hoy.

Esto se debe a que las fuertes fuerzas gravitacionales hicieron que el material se pegara.

La teoría de Hawking respalda las observaciones recientes del tenue resplandor del Big Bang, que detectó el tipo de diferencias con las que trabajó Hawking.

1983 Cómo comenzó el universo

Hawking es mejor conocido por sus intentos de combinar dos teorías básicas en física: la teoría cuántica y la relatividad general de Einstein.

Mientras que la teoría cuántica cubre cómo las pequeñas partículas subatómicas mantienen unida la estructura de nuestro universo, la relatividad general se ocupa de los objetos más grandes.

Describe cómo las galaxias, estrellas, agujeros negros, planetas, etc. interactúan entre sí a través de fuerzas gravitacionales.

Gran parte del trabajo de Hawking se ha centrado en combinar la teoría cuántica y la relatividad general con la teoría de la gravedad de Einstein.

Sugirió que esta nueva teoría, conocida como gravedad cuántica, podría llenar muchos vacíos en nuestra comprensión actual de la física y el universo.

En 1983, el físico se asoció con el profesor de la Universidad de Chicago Jim Hartl para proponer una «función de onda del universo».

Esta idea, conocida como la condición Hartle-Hawking, tiene como objetivo descubrir cómo comenzó el universo a través de la mecánica cuántica.

En teoría, esto se puede utilizar para comprender las propiedades del universo que nos rodea.

1988 Una breve historia del tiempo

El libro más vendido de Hawking A Brief History of Time ha vendido más de diez millones de copias desde su publicación en 1988.

El libro, que describía la estructura, el origen, la evolución y el destino final del universo, fue un éxito sorprendente para un físico relativamente desconocido, que permaneció en la lista de bestsellers del Sunday Times durante 237 semanas.

Hawking escribió el libro para lectores que no tenían conocimiento de ninguna teoría científica.

El físico bromeó a sí mismo, diciendo que muchos de los propietarios del libro lucharon por comprender su complejidad y nunca lo completaron.

El libro finalmente impulsó a Hawking al estrellato, con el físico publicando 15 libros o coeditándolos en total y escribiendo o protagonizando numerosos documentales científicos, programas de televisión, películas y más.

¿Qué pasó antes del Big Bang?

En el momento del Big Bang, hace 13.800 millones de años, toda la materia del universo emanó de un estado individual para formar el universo.

Pero los científicos no están seguros de qué sucedió antes de esa fecha.

En una entrevista televisiva reciente, Hawking dijo: «No había nada antes del Big Bang».

En cambio, el espacio y el tiempo existían en un estado «curvilíneo» que estaba distorsionado en otra dimensión.

El físico cree que el Big Bang fue una formación de lo que ahora consideramos tiempo porque el evento rompió las leyes de la física.

Esto significa que todo lo que lo precedió no podría aplicarse a nuestra comprensión del tiempo y la existencia.

Escrito por Harry Pettitt, corresponsal de ciencia y tecnología