Dios, el universo y el tiempo: ¿Qué secretos adivinó Stephen Hawking?

¿Existe Dios? ¿Cómo surgió el universo? Estas preguntas son tan aterradoras que la mayoría de las personas intentan no pensar en ellas. El brillante científico Stephen Hawking no solo encontró las respuestas, sino que también habló sobre ellas en un lenguaje accesible para todos.

De niño, el difunto físico teórico Stephen Hawking no era un gran estudiante, según él mismo admitió. Sin embargo, en lo que siempre fue bueno era en hacer grandes preguntas, preguntas tan desalentadoras y aparentemente imposibles de responder que muchos de nosotros evitamos considerarlas. En un nuevo libro, Brief Answers to the Big Questions (Respuestas breves a las grandes preguntas), publicado el mes pasado, Hawking compartió sus pensamientos finales, tanto científicos como personales. Murió en marzo a los 76 años, pero no sin antes hacer las proposiciones abstractas de la cosmología y la física teórica, si no simples, al menos accesibles y comprensibles.

Este también arrojó luz sobre su propia vida, iluminando humorísticamente su camino de estudiante mediocre a genio científico de renombre mundial, una hazaña que impresionó incluso más debido a que Hawking fue diagnosticado con esclerosis lateral amiotrófica degenerativa a los veinte años de edad.

No se esperaba que Hawking viviera mucho tiempo. Esta temprana sentencia de muerte le dio al científico una apreciación única de la existencia y un sentido de urgencia.

Esta apreciación por la vida, junto con su sensación de que no había vida después de la muerte, empujó a Hawking a explorar continuamente el universo en su mente y a través de la ciencia. No pensó que tendría mucho tiempo, así que hizo que los momentos contaran.

Así que vayamos a donde nos llevó Hawking, zambulléndonos en la cuestión más grande que ha preocupado a los místicos, filósofos, artistas, científicos y escritores desde que los humanos han estado contemplando la existencia: ¿Existe un Dios?

Hawking no era un hombre religioso. No creía en Dios. Creía en las leyes científicas. Sin embargo, proporcionó una definición científica de Dios y argumentó que podemos conocer la “mente” de esta deidad porque “conocer la mente de Dios es conocer las leyes de la naturaleza”.

Los dictados de la naturaleza podrían ser una definición de Dios, reconocía Hawking, pero no los consideraba como una prueba de la existencia de una deidad, sino simplemente como una descripción de un todopoderoso impersonal, alguien que en realidad no decide el devenir de las cosas en nuestras vidas personales ni nos juzga. “No le guardo rencor a Dios”, explicó. “No quiero dar la impresión de que mi trabajo consiste en probar o refutar la existencia de Dios. Mi trabajo consiste en encontrar un marco racional para entender el universo que nos rodea”.

Con esta declaración, Hawking procedió a hacer precisamente eso, explicando la “receta” para el universo y cómo llegó a crearse a sí mismo.

Aunque el universo es complejo, está compuesto únicamente por tres ingredientes: materia, energía y espacio. Y si piensas en la materia, o en la masa - polvo, roca, hielo y líquidos - como otra forma de energía, como Albert Einstein demostró que era con su ecuación E=mc2, entonces realmente solo hay dos componentes clave para el universo: la energía y el espacio.

Está la cosa, la masa o la materia, y está lo que contiene la cosa y está a su alrededor, o el espacio. La ecuación de Einstein, que afirma que la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado, prueba básicamente que la masa y la energía son intercambiables. La despensa cósmica es súper simple pero el número de recetas que los tres o dos ingredientes producen es asombrosamente numeroso.

Hawking creía que estas cosas venían a crear el universo, espontáneamente.

Cuando el Big Bang producía una cantidad masiva de energía positiva, también producía una cantidad igual de energía negativa - lo sabemos porque el universo tiene una especie de simetría perfecta. Hawking explicó esta simetría con una simple analogía. Si construyes una colina, también cavas un hoyo, cogiendo arena de una parte para ponerla en otra. Eso es lo que el universo hace con la energía positiva y negativa. Todo debe sumar siempre hasta cero, según las leyes de la naturaleza.

El espacio es una vasta reserva de energía negativa que equilibra la energía positiva de la materia. Hawking comparó el universo con “una enorme batería” que almacena energía negativa. La energía negativa (el agujero) se extiende por todo el espacio y la energía positiva (la colina) son la masa y la energía del mundo material, incluyendo nosotros mismos, las montañas, la Tierra y mucho más.

Aquí es donde la cosa se pone un poco difícil. Para entender cómo pudo crearse el universo de la nada, debemos considerar la mecánica cuántica. En las escalas más pequeñas, la energía actúa al azar y algo puede aparecer siempre tan brevemente de la nada. Hawking llama al universo “el último almuerzo libre” porque nació en una escala minúscula de la nada sin ninguna “causa” o “creador” más allá de las leyes de la mecánica cuántica, que permiten la aleatoriedad.

Normalmente pensamos que todo, cualquier efecto, es causado por otra cosa, algo que ocurrió antes. En ese caso, es discutible que Dios hiciera que el universo llegara a existir. Hawking no lo creía así, sin embargo, explicando:

El científico argumentó que cuando ocurrió el Big Bang, el tiempo comenzó. A partir de la relación entre el espacio y el tiempo, iluminada por Einstein, sabemos que ambos están fundamentalmente entrelazados. Así que, si no hubo tiempo “antes” del Big Bang, no hay necesidad de que un creador explique cómo surgió espontáneamente el universo.

“No se puede llegar a un momento antes de que el Big Bang se convirtiera en algo que no existía antes del Big Bang. Finalmente hemos encontrado algo que no tiene causa, porque no había tiempo para que existiera una causa”, según Hawking.

Preguntar qué vino antes del Big Bang es por lo tanto una pregunta sin sentido, argumentó Hawking, porque no había tal cosa como el tiempo. Es una referencia irrelevante, inexistente. Sería como preguntar: “¿Qué es el sur del polo sur?”

Si el concepto de tiempo solo existe dentro de nuestro universo y el universo apareció espontáneamente, a un nivel microscópico, y con él, trajo el tiempo a la existencia, simplemente no hay un “antes” que considerar. El tiempo mismo está limitado por el Big Bang.

Después del Big Bang, que trajo el tiempo a la existencia, el universo se expandió a un ritmo rápido. Sabemos esto porque tenemos una especie de registro fósil de los comienzos del universo basado en ondas radioactivas muy tenues, como la estática de la radio, que proporciona una especie de mapa del pasado.

Los científicos de la década de 1960 postularon que el Big Bang dispersó la materia que se condensó en las galaxias y liberó una ráfaga de radiación que podría ser detectada en las microondas. Las ondas son como reverberaciones que ahora podemos medir, “la radiación de poscalentamiento que sobra del Big Bang caliente”, explica la NASA.

En todo el cielo, la temperatura es extremadamente uniforme, con pequeñas variaciones o fluctuaciones a un nivel de parte por millón que proporcionan una visión del origen, la evolución y el contenido del universo. Se cree que las fluctuaciones de la temperatura cósmica de las microondas trazan diferencias en la densidad de la materia en el universo primitivo, lo que dio lugar a la formación de galaxias y, en última instancia, a nuestra existencia.

En 1982, Hawking propuso la teoría de que las fluctuaciones cuánticas - diferencias de temperatura aleatorias en los niveles más pequeños - eran las semillas de las estructuras del universo, lo que finalmente condujo a la formación de galaxias, estrellas y personas. Alrededor de dos décadas después, la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) de la NASA proporcionó la prueba que respalda esta propuesta, mostrando esas pequeñas fluctuaciones en la radiación que prueban diferentes densidades en el universo al comienzo del tiempo.

Tal y como Hawking lo presentó en su libro, “la WMAP produjo un maravilloso mapa de la temperatura del cielo cósmico de microondas, una instantánea del universo a cerca de la centésima parte de su edad actual”. Las irregularidades en el mapa revelan que algunas áreas del universo tenían una densidad más alta que otras. En esas áreas densas, la expansión gravitacional fue más lenta, causando un colapso de la materia en galaxias y estrellas. Hawking llamó al mapa “el plano de toda la estructura del universo” y a la humanidad “el producto de las fluctuaciones cuánticas en el universo primitivo”.

Entre sus predicciones finales, Hawking postuló que eventualmente la cantidad de materia en el universo ralentizará su expansión por completo, llevando a una gran crisis. Esencialmente, la atracción gravitacional entre galaxias hará que estas caigan una hacia la otra hasta que todas ellas se conviertan en una sola.

La otra opción para el futuro del universo que el cosmólogo propuso ya no era alentadora. Si la densidad del universo cae por debajo de un valor crítico, y la gravedad se vuelve demasiado débil para impedir que las galaxias se separen para siempre, el universo se volverá más vacío y frío a medida que todas las estrellas se queman.

De cualquier manera, ya sea a través de una contracción o una expansión, Hawking creía que el universo podría alcanzar un punto final, así como parece tener un principio. Pero no te desesperes, el fin de la historia está a miles de millones de años de distancia, predijo.

Mientras tanto, todavía podemos hacer mucho con el tiempo que nos queda. “Sé valiente, sé curioso, sé decidido, supera las probabilidades. Se puede hacer”, instó Hawking. "Todos somos viajeros del tiempo, viajando juntos hacia el futuro. Pero hagamos de ese futuro un lugar que queramos visitar”.