La Teoría del Todo Resumen - Stephen W. Hawking

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La Teoría del Todo

La Teoría del Todo Resumen
Ciencia

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

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Resumen

¿De dónde venimos? ¿Cómo empezó todo? ¿Hacia dónde vamos? A través de una serie de conferencias, Stephen W. Hawking cuenta la historia del universo -al menos de lo que pensamos que es- para entenderlo. Esta mente brillante pasa por Aristóteles, Newton y Einstein, entre otros, mientras explica lo que sucedió de manera práctica. ¡A leer!

Ideas sobre el universo

¿Quiénes fueron los primeros en tener un modelo concreto acerca de cómo era el universo? Muchos intentaron descifrarlo, sostiene Hawking. Los griegos, con Aristóteles y Ptolomeo como guías, tuvieron grandes indicios en su época. Sin embargo fue el sacerdote polaco Nicolás Copérnico quien dio en la tecla.

Copérnico creía que el Sol estaba en reposo en el centro y que la Tierra junto al resto de los planetas se movían en órbita en torno a él. Aunque no pudo dar a conocer públicamente su teoría por temor a ser acusado por herejía.

Un siglo más tarde, Johannes Kepler y Galileo Galilei, cada uno por su lado, avalaron el modelo copernicano.

Tal como cuenta el autor, recién en 1687 Isaac Newton propuso una teoría superadora. Básicamente desarrolló matemáticas para explicar lo que estudiaron los demás. Y sumó la ley de gravitación universal.

Hawking aclara que “en un universo infinito, cada punto puede considerarse el centro porque cada punto tiene un número infinito de estrellas a cada lado”.

También resultan interesantes los pensamientos de cómo surgió el universo. El físico recopiló la idea de la creación de San Agustín, que marcó el 5.000 a.C. como punto de partida. No muy lejos del 10.000 a.C., el final de la última glaciación.

En 1929, Edwin Hubble descubrió que el universo está continuamente en expansión. Así lo explica Hawking: “hubo un momento llamado el big bang en el que el universo era infinitesimalmente pequeño y, por consiguiente, infinitamente denso”. Entonces, lo que sucedió antes de esto no afecta al presente.

Por lo tanto, si el universo se expande de manera permanente, “puede haber razones físicas de por qué tuvo que haber un comienzo”.

El universo en expansión

Vuelve a aparecer Hubble. Hawking destaca su valor por descubrir que la Vía Láctea no era el universo, sino que había muchas más galaxias y que el conjunto de estas formaba al cosmos. Fue una completa revolución intelectual.

Las estrellas juegan un papel fundamental en esto. El brillo que notamos en cada una de ellas depende de dos factores, la luminosidad y la distancia en relación a nosotros.

Para contextualizar y tomar parámetros, el escritor acerca cifras esclarecedoras. Nuestra galaxia es una entre las 100.000 millones que pueden apreciarse con aparatos apropiados como telescopios. Cada una de ellas tiene más o menos 100.000 millones de estrellas.

Siguiendo con las cifras, la Vía Láctea tiene un diámetro de unos 100.000 años luz y vive rotando lentamente. Mientras que las estrellas de sus brazos espirales giran alrededor de su centro aproximadamente una vez cada 100 millones de años.

Más allá de Newton y Albert Einstein, el que intentó explicar la relatividad fue Alexander Friedmann. Hawking cuenta que el ruso propuso dos hipótesis. La primera, que el universo parece igual en cualquier dirección que miremos. En tanto que la segunda coincide con la anterior si miráramos el universo desde cualquier otro lugar.

Si bien no se lo da por hecho -sostiene el autor- los estudios señalan que el universo probablemente se expandirá para siempre. Hasta puede llegar a haber un nuevo colapso. Aunque tranquilo, eso no sucederá al menos por los próximos 10.000 años.

Junto al británico Roger Penrose, Hawking demostró a través de un teorema matemático que el big bang tuvo una singularidad “con tal de que la relatividad fuera correcta y que el universo contenga materia como la que observamos”. Fueron criticados, pero finalmente su teoría desarrollada en 1970 fue aceptada por todo el mundo.

Agujeros negros

A diferencia de lo que mostró hasta ahora, el autor del libro explica que el término agujero negro fue acuñado hace poco. Lo logró John Wheeler en 1969. En resumen, los agujeros negros son vacíos negros en el espacio.

Ahora, ¿cómo se forman los agujeros negros? Está relacionado con el ciclo vital de una estrella. Una estrella se forma cuando una gran cantidad de hidrógeno -desarrolla Hawking- empieza a colapsar sobre sí mismo por su atracción gravitatoria. Entonces el gas se calienta, tanto que cuando los átomos de hidrógeno colisionen formarán helio.

Cuando la luz no puede escapar, todo queda retenido por un campo gravitatorio. Así hay “un conjunto de sucesos, una región de espacio-tiempo, de la que no es posible escapar para llegar a un observador distante”. A eso se refiere el autor sobre lo que en estos tiempos conocemos como agujeros negros.

Si dos agujeros negros colisionaran y se fusionaran para formar un único agujero negro, “entonces el área del horizonte de sucesos del agujero negro final sería mayor que la suma de las áreas horizontales de sucesos de los agujeros negros originales”. Esto termina marcando una notable restricción sobre el comportamiento de los agujeros negros.

La ley de la termodinámica apoya la teoría de Hawking. En el momento que dos sistemas se juntan, la entropía del sistema combinado es mayor que la suma de las entropías de los sistemas individuales.

Por otro lado, el escritor de este título defiende su área de estudio. “Las leyes de la física no tienen que dejar de ser válidas en el origen del universo”, declara. Todo, tanto el origen del universo como sus componentes y nosotros mismos, está determinados por estas leyes.

El origen y el destino del universo

Hawking retomó sus estudios sobre el origen del universo en 1981, tras una conferencia realizada en el Vaticano.

La teoría aceptada hoy en día es la del “modelo del big bang caliente”. Ahí el universo tenía tamaño cero y por consiguiente, debía ser extremadamente caliente. A medida que se fue expandiendo, la temperatura fue bajando.

En relación a esto, el autor realiza algunas preguntas abiertas para llamar a la reflexión. El pensamiento crítico como camino hacia el conocimiento. ¿Por qué estaba tan caliente el universo primitivo? ¿Por qué es el universo tan uniforme a gran escala, por qué parece igual en todos los puntos del espacio y en todas las direcciones? ¿Por qué el universo empezó tan cerca de la velocidad de expansión crítica para no volver colapsar?

Si bien intenta descifrar estas cuestiones, reconoce que “sería muy difícil explicar por qué el universo debería haber empezado de esta manera”.

Alan Guth propuso otro modelo, el inflacionario. Para él el universo primitivo tuvo una etapa de expansión muy rápida o exponencial. Así, por analogía con la inflación de los precios que sucede en muchos países, sería inflacionaria. Esto permitiría explicar, además, por qué hay tanta materia en el universo.

Aunque hoy en día el universo no se expande de manera inflacionaria. No puede darse el caso de que cualquier configuración inicial tuviera que llevar a un universo como el que conocemos en la actualidad.

Asimismo, Hawking cuestiona la aparición de un Creador. Si “el universo tuviera un principio que fuera una singularidad, se podría suponer que fue creado por un agente exterior. Pero si el universo es en realidad completamente autocontenido, si no tiene frontera o borde, no sería creado ni destruido. Simplemente sería”.

La dirección del tiempo

Aquí el autor se pregunta por el tiempo, por qué va hacia adelante. ¿Es posible que esté relacionado con el hecho de que el universo se está expandiendo?

Las leyes de la física no distinguen entre el pasado y el futuro, sin embargo en la vida ordinaria sí. Hay una gran diferencia entre ambos entre las direcciones hacia delante y atrás del tiempo.

Según la segunda ley de la termodinámica el desorden o la entropía aumenta siempre con el tiempo. Es decir, las cosas van en peor. A esto se lo denomina una flecha del tiempo, que da dirección al tiempo y ayuda a distinguir el pasado del futuro.

Tal como menciona Hawking, hay tres tipos de flechas del tiempo: la termodinámica, la psicológica y la cosmológica. La primera aumenta el desorden, la segunda es la que nos hace recordar el pasado pero no el futuro, y la tercera marca que el universo se está expandiendo y no contrayendo.

Tanto la flecha termodinámica como la psicológica apuntan siempre hacia la misma dirección. Al mismo tiempo que la segunda está determinada por la primera. Pueden o no coincidir con la cosmológica, pero están relacionadas entre sí de alguna manera.

La teoría del todo

Hawking es consciente de la dificultad y la complejidad que resulta generar una teoría del todo. Ya lo intentaron sin éxito personalidades como Einstein. En su lugar propone avanzar con algunas teorías parciales.

Por ejemplo, una teoría unificada de la física no debe obviar a la incertidumbre, una característica fundamental de nuestro universo. También menciona como teorías parciales importantes a la de la relatividad general, la teoría parcial de la gravedad y las teorías parciales que gobiernan las fuerzas débil, fuerte y electromagnética. Entonces el primer paso sería fusionar la relatividad general con el principio de incertidumbre.

De todos modos es cierto que con los avances de hoy en día se está mucho más cerca que antes de obtener la unificación. Aunque no hay que confiarse, comenta el autor.

Para el físico hay tres escenarios posibles:

  • La teoría unificada existe pero sólo la descubriremos el día que seamos lo suficientemente inteligentes.
  • No existe una teoría total y sólo hay un conjunto de teorías que se van perfeccionando para explicar y entender al universo.
  • No hay ninguna teoría del universo porque los sucesos ocurren de una manera aleatoria y arbitraria.

“Nuestro objetivo es formular un conjunto de leyes que nos permitan predecir sucesos hasta el límite impuesto por el principio de certidumbre”, explica el divulgador inglés.

Notas finales

En el desenlace del texto, Hawking reflexiona sobre lo que sucedió hasta el momento. Piensa que muchos científicos ocuparon su tiempo estudiando nuevas teorías acerca de qué es el universo pero no el por qué.

Paralelamente, los que se preguntan el por qué no fueron capaces de estar a la altura de los nuevos modelos. Aquí apunta específicamente a los filósofos, que fueron superados por las técnicas y las matemáticas de los científicos y se quedaron en el tiempo.

Si se descubre alguna teoría completa, que una estos dos factores, debería ser entendible para todos. No sólo para los científicos o los filósofos.

Encontrar una teoría unificada supondría un punto final en la historia de la lucha del ser humano por entender al universo. No sólo afectaría a los científicos, sino que aportaría comprensión a la gente sobre temas existenciales. Sería un salto intelectual para todos.

Esto, para Hawking, sería el triunfo de la razón humana porque así las personas conocerían la mente de Dios.

Consejo de 12min 

Si te interesó este microbook probablemente también lo haga “Astrofísica para gente con prisa”, de Neil deGrasse Tyson. Se trata de una guía para aprender rápidamente nociones básicas del universo. Un complemento ideal para lo que acabas de leer.

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¿Quién escribió el libro?

Stephen William Hawking, nacido en Oxford en 1942, fue un físico teórico, astrofísico, cosmólogo y divulgador científico británico. Es una de las m... (Lea mas)