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Breves respuestas a las grandes preguntas

Breves respuestas a las grandes preguntas Resumen
Ciencia

Este microlibro es un resumen / crítica original basada en el libro: 

Disponible para: Lectura online, lectura en nuestras apps para iPhone/Android y envío por PDF/EPUB/MOBI a Amazon Kindle.

ISBN: 9781984844613

También disponible en audiobook

Resumen

Hawking ha sido siempre un apasionado de las grandes preguntas y ha intentado inculcar, tanto a sus hijos como a la sociedad, la importancia de hacérselas. Si bien la ciencia real puede ser difícil y extraña, la mayoría de las personas pueden comprender y apreciar las ideas básicas si son presentadas de forma clara. ¡Anímate a conocer las maravillosas respuestas que Hawking tiene para ofrecer!

¿Cómo empezó todo? ¿Fue Dios?

Hawking, prefiere pensar que todo se puede explicar mediante las leyes de la naturaleza, inmutables y universales. Se aplican tanto para el movimiento de un músculo como para el de un planeta.

El universo está conformado por:

  1. Materia
  2. Energía
  3. Espacio

Pero, ¿de dónde vienen? Se inventaron espontáneamente en el Big Bang. Allí comenzó a existir el universo y el espacio. Esto exige la existencia de algo llamado ‘energía negativa’.

Para entender recurramos a una analogía sencilla. Alguien quiere construir una colina (universo). Cava un hoyo en el suelo y usa su tierra para hacer la colina. El hoyo es una versión negativa de la colina. Todo se equilibra.

Este es el principio subyacente: cuando el Big Bang produjo una gran cantidad de energía positiva, simultáneamente produjo la misma cantidad de energía negativa que hoy se encuentra en el espacio.

Según Hawking, puede que no haya causa para el Big Bang dado que no existía el tiempo antes de ese momento. Esta es la clave definitiva para eliminar la necesidad de un gran diseñador.

No hay posibilidad de un creador, porque no existía tiempo en el que pudiera existir.

El telescopio espacial Hubble revolucionó la discusión sobre el origen del universo al descubrir que existían muchas galaxias y que las luces de éstas se alejaban de nosotros. Esto significa que el universo se está expandiendo y que las galaxias se alejan las unas de las otras.

Se cree que el universo comenzó cuando las galaxias que hoy se alejan cada vez más unas de otras se encontraban juntas en el mismo punto en el espacio.

Penrose y Hawking indicaron que el universo comenzó en el Big Bang. Todo el universo y su contenido se comprimieron en un único punto de densidad infinita, una singularidad del espacio-tiempo.

La evidencia para confirmar que el universo tuvo un comienzo llegó cuando Hawking descubrió un tenue fondo de microondas en el espacio, que es la radiación remanente de un estado temprano muy caliente y denso.

A esto le debemos incorporar el Principio de Incertidumbre.

Hartle y Hawking se dieron cuenta de que había una posibilidad de que el universo no tuviera límite en el espacio y el tiempo. Llamamos a esta propuesta “ausencia de fronteras”.

Si la condición de frontera del universo es que no tiene fronteras en el tiempo imaginario, tenemos una gran abundancia de historias para el universo.

La teoría M, mejor candidata a una teoría unificada, permite un gran número de historias posibles del universo. Predice que se crearon muchos universos de la nada, correspondientes a las diferentes historias posibles.

Puede haber otros universos, pero nunca podremos explorarlos.

¿Hay más vida inteligente en el universo?

Se estima que una de cada cinco estrellas tiene un planeta de tamaño parecido al de la Tierra girando a una distancia de la estrella compatible con la vida.

Aunque la probabilidad de que la vida se desarrolle en un planeta es muy pequeña, la aparición temprana de la vida en la Tierra sugiere que hay buenas posibilidades de generación espontánea de vida.

Sin embargo, según la teoría de la relatividad, nada puede viajar más rápido que la luz, por lo que un viaje de ida y vuelta a la estrella más cercana tomaría al menos ocho años, y al centro de la galaxia unos cincuenta mil años.

Hoy contamos con máquinas que podrían realizar viajes interestelares y que serían una nueva forma de vida.

Debería haber muchas otras estrellas cuyos planetas alberguen vida. Pero, tal vez la probabilidad de que la vida aparezca espontáneamente sea tan baja que la Tierra sea el único planeta en el cual sucedió.

Otra posibilidad es que otras formas de vida no puedan evolucionar hasta la inteligencia. Quizás la vida inteligente sea solo una alternativa entre muchos otros resultados posibles de la evolución.

¿Podemos predecir el futuro?

Según Laplace, era posible predecir el futuro. La visión de Laplace del determinismo científico implicaba conocer las posiciones y velocidades de las partículas del universo en un cierto instante.

La mecánica cuántica del siglo XX y el descubrimiento de Heisenberg de que no se podía medir simultánea y exactamente la posición y velocidad de una partícula (Principio de Incertidumbre) mostraron que una predicción completa del futuro no se puede realizar.

Es posible predecir una cierta combinación de posición y velocidad. Pero el problema surge porque la gravedad puede deformar tanto el espacio-tiempo que puede haber regiones que no podamos observar.

Esas regiones son los interiores de los agujeros negros. No podemos siquiera observar las partículas del interior de un agujero negro. No podemos medir ni sus posiciones ni sus velocidades.

En síntesis, la visión clásica, presentada por Laplace, era que el movimiento futuro de las partículas estaba completamente determinado si conocíamos sus posiciones y velocidades en un mismo instante.

Si bien es posible predecir una cierta combinación de posición y velocidad, esa predictibilidad limitada parece desaparecer cuando se tienen en cuenta los agujeros negros.

¿Qué hay dentro de un agujero negro?

Wheeler descubrió que muchas estrellas al colapsar se convertían en agujeros negros.

Estas son regiones donde la gravedad es tan fuerte que la luz no puede escapar. No podemos decir qué hay dentro de un agujero negro.

Tienen una frontera llamada “horizonte de sucesos” que es donde la gravedad se hace lo suficientemente intensa para arrastrar la luz hacia atrás y evitar que se escape.

Hawking descubrió el teorema del área: cuando la materia o la radiación caen en el agujero, el área de la superficie del horizonte de sucesos aumenta.

Además, si dos agujeros negros chocan y se fusionan, el área del horizonte de sucesos del agujero negro resultante es mayor que la suma de las áreas de los dos originales.

Un agujero negro debe contener una gran cantidad de información oculta al mundo exterior.

Es muy importante determinar si realmente se pierde información en los agujeros negros o si puede ser recuperada. Esto ha ocupado a los científicos durante años, pero aún no se ha encontrado respuesta.

Hawking descubrió que un agujero negro crea y emite partículas y radiación como si fuera un cuerpo caliente ordinario con una temperatura proporcional a su gravedad superficial e inversamente proporcional a su masa.

Se confirmó que los agujeros negros emiten radiación térmica.

A medida que las partículas escapen de un agujero negro, perderá masa, se encogerá y desaparecerá.

Tal vez los agujeros negros tienen mucho más para enseñarnos de lo que hasta ahora pensábamos.

¿Es posible viajar en el tiempo?

La idea de que el espacio y el tiempo pueden curvarse es bastante reciente. 

Einstein confirmó y desmintió la posibilidad de viajar en el tiempo a la misma vez: todo lo que necesitamos para viajar en el tiempo es una nave espacial que vaya más rápido que la luz. 

Desafortunadamente, se necesitaría una potencia infinita para acelerar más allá de la velocidad de la luz.

Si bien las cuerdas cósmicas o la solución de Gödel son posibles soluciones, lo más viable para llegar desde un lado de la galaxia a otro en un tiempo razonable sería que pudiéramos deformar tanto el espacio-tiempo al punto de crear un pequeño tubo o agujero de gusano. 

Tales agujeros podrían estar al alcance de una civilización futura.

Se necesitaría una materia con masa negativa y densidad de energía negativa para deformar el espacio-tiempo en la forma requerida.

La teoría cuántica, basada en el Principio de Incertidumbre, permite que la densidad de energía sea negativa en algunos lugares siempre que sea positiva en otros.

La curvatura de la luz proporciona evidencia experimental de que el espacio-tiempo está curvado y el efecto Casimir confirma que podemos deformarlo en sentido negativo. 

Por ello, parece posible que a medida que la ciencia y la tecnología avancen lleguemos a ser capaces de construir un agujero de gusano o de curvar el espacio-tiempo de alguna otra manera que permita viajar al pasado.

¿Sobreviviremos en la Tierra?

La Tierra está amenazada en tantos aspectos que es difícil ser positivos. Y podríamos comenzar con los malos dirigentes políticos que ignoran estas amenazas.

La Tierra nos está quedando pequeña, los recursos físicos son escasos y el cambio climático es desastroso.

Una Segunda Era Nuclear es una de las amenazas más peligrosas y los científicos nos advierten sobre ésta porque entienden los daños permanentes que pueden producir, como acabar con la humanidad.

Si no cambiamos nuestros actos, convertiremos a la Tierra en Venus, con temperaturas altísimas y lluvias de ácido sulfúrico.

Debemos reducir la emisión de carbono ya mismo, tenemos tecnología para hacerlo, falta decisión política. Y, además, el crecimiento exponencial actual no puede continuar indefinidamente.

Si bien no tenemos defensa contra la colisión con un asteroide (cosa que volverá a ocurrir), nuestra mayor amenaza en este momento sigue siendo la guerra nuclear. El riesgo de esta aumenta a medida que más países tengan armas nucleares.

Explorar otros sistemas solares puede llegar a ser lo único que nos salve de nosotros mismos.

¿Deberíamos colonizar el espacio?

Necesitamos explorar el sistema solar para encontrar sitios donde los humanos puedan vivir. Sucedió lo mismo con Colón y Europa en la conquista de América.

Extendernos al espacio tal vez determine que tengamos o no algún futuro.

Esta es una estrategia a largo plazo. Si estamos considerando el futuro de la especie humana, tenemos que ir allí nosotros mismos, no las máquinas.

Si bien también debemos hacerles frente a los problemas que nos ocupan en la Tierra, la inversión económica para el espacio sería una pequeña fracción del PBI mundial (0,25%). Podemos hacer todo.

Hawking teme que la especie humana no tenga futuro si no vamos al espacio.

Cualquier base a largo plazo para los seres humanos debería estar en un planeta o una luna. La Luna y Marte son los sitios más adecuados para las colonias espaciales en el sistema solar.

Las observaciones indican que una fracción significativa de estrellas tiene planetas a su alrededor. Por ahora, solo podemos detectar planetas gigantes, pero es razonable suponer que están acompañados por planetas más pequeños, parecidos a la Tierra.

La colonización humana de otros planetas ya no es ciencia ficción, sino que puede llegar a ser un hecho científico.

¿Nos sobrepasará la inteligencia artificial?

Los ordenadores pueden, en principio, emular la inteligencia humana o incluso superarla.

Si los ordenadores continúan duplicando su velocidad y su capacidad de memoria cada dieciocho meses, el resultado será que los ordenadores probablemente adelantarán a los humanos en inteligencia.

Cuando esto suceda, necesitaremos asegurarnos de que los ordenadores tengan objetivos compatibles con los nuestros.

Es importante investigar cómo obtener sus beneficios, al tiempo que se evitan riesgos potenciales. La inteligencia artificial podría aumentar nuestra inteligencia y hacernos avanzar. Sin embargo, también conllevará peligros.

En el futuro, la inteligencia artificial podría desarrollar una voluntad propia, en conflicto con la nuestra.

A corto plazo, dependemos de quien la controla, a largo plazo dependerá de si se puede controlar en absoluto.

El advenimiento de la IA súper inteligente sería lo mejor o lo peor que podría pasar en la historia de la humanidad.

“Nuestro futuro es una carrera entre el poder creciente de nuestra tecnología y la sabiduría con que la usemos. Asegurémonos de que gane la sabiduría”.

Notas finales

Es alucinante conocer los misterios del universo. Hawking, además de ser un gran científico, es un gran maestro por la forma sencilla en la que transmite sus conocimientos. Sus respuestas a las grandes preguntas te dejarán boquiabierto. Y las incógnitas que aún no han sido develadas, te dejarán intrigado.

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