¿Qué impacto tiene la muerte de Hawking en la vida de la gente corriente?
El 8 de enero de 1942 nacía el físico teórico británico Stephen William Hawking (1942.01.08-2018.03.14). El padre de Hawking era un investigador médico que estudiaba enfermedades tropicales y su madre era hija de un físico. Todos se graduaron en la Universidad de Oxford, lo que proporcionó un buen ambiente de aprendizaje para Hawking y sus hermanos.
Hawking fue a la escuela en St. Albans de 1952 a 1957 y pudo dominar lo que aprendió en el aula. Sus calificaciones en las tres materias estuvieron entre las mejores de la escuela y también mostró comprensión y talento para las matemáticas. También estaba muy interesado en la química y también escribió un artículo de teología premiado; En 1958, junto con sus compañeros y su profesor de matemáticas, diseñaron y construyeron una computadora primitiva llamada Calculadora Lógica Rotatoria (LUCE).
En 1959, Hawking ganó una beca en la Universidad de Oxford. Su padre esperaba que se centrara en medicina y biología, pero estudió matemáticas y física según sus propios intereses. En el primer año asistí a un seminario de matemáticas y aprobé el examen de la Escuela de Matemáticas. Al final del segundo año, ganó el premio de física de la Universidad de Oxford, el Premio Blackwell Booker a la Excelencia en Física, y también participó en la competencia de remo entre departamentos como timonel.
Tras abandonar Oxford, Hawking continuó estudiando en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de la Universidad de Cambridge durante cuatro años. En ese momento, la relatividad y la teoría cuántica eran las dos ramas principales independientes de la física moderna, y la física clásica de Newton todavía servía como base para la enseñanza de la física. Hawking comenzó a estudiar cosmología y relatividad general bajo la dirección de Dennis Hiama. En enero de 1963, Hawking desarrolló dificultades para hablar y caminar, y le diagnosticaron neuropatía motora, un trastorno degenerativo del sistema muscular, también conocido como esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Los médicos creen que su cuerpo se deteriorará rápidamente y, aunque su cerebro no se verá afectado, su tiempo de supervivencia estimado es de sólo dos años y medio.
Hawking no abandonó sus actividades académicas por su salud, ni tampoco su búsqueda de la vida personal. En julio de 1965, Hawking se casó incluso después de la esperanza de vida esperada por los médicos. Durante su enfermedad, las actividades de Hawking se limitaron a una silla de ruedas y su capacidad para hablar se deterioraba constantemente, pero iba a la escuela todos los días desde una casa alquilada cerca del campus de Cambridge para estudiar. Persistió en la investigación a pesar de estar enfermo y tuvo una vida académica asombrosa, lo que le valió un respeto generalizado.
Hawking es ampliamente elogiado por sus contribuciones a la física teórica. Algunos incluso lo llamaron "el mayor físico teórico después de Einstein". Es mejor conocido por su trabajo sobre los agujeros negros. El llamado "agujero negro" es un cuerpo celeste especial cuyo límite (horizonte de sucesos) está cerrado. Toda la materia y la radiación del exterior pueden entrar, pero ninguna materia dentro del límite puede escapar. Wheeler, un físico estadounidense, utiliza el término "agujero negro" para describir una masa de alta densidad cuyo campo gravitacional es tan enorme que ninguna energía, incluida la luz, puede escapar.
Pronto, Hawking se convirtió en un miembro activo del círculo de investigación cosmológica. En 1965, en la reunión de la Royal Society en Londres, el profesor de cosmología de la Universidad de Cambridge, Fred Hoyler, y su estudiante de posgrado, Yayant Narlikar, presentaron un informe sobre la teoría del estado estable del universo. Observó que había una ecuación cuyas cantidades matemáticas eran discretas y no podían sumarse al total finito final. Su artículo "Sobre la teoría de la estrategia de Hoyler-Narlica", publicado en las Actas de la Royal Society de Londres, resumió los hallazgos matemáticos que cuestionó y fue bien recibido por sus pares.
En 1966, Hawking se doctoró en Física. Roger Penrose (1931-) utilizó la teoría matemática para explicar los valores atípicos del espacio-tiempo. Estas anomalías se encuentran en el centro del agujero negro, el punto en el que la curvatura del espacio-tiempo es infinita. Hawking amplió la teoría de la singularidad de Penrose para explicar el universo entero. Su tesis doctoral "La aparición de valores atípicos en cosmología" se publicó en tres partes en los "Reports of the Royal Society of London" al año siguiente. El artículo inédito "Puntos excepcionales y la geometría del espacio-tiempo" fue una continuación de la tesis doctoral y ganó el Premio Adams de 1966 de la Universidad de Cambridge.
Tras graduarse del doctorado, Hawking obtuvo un puesto como investigador en la Universidad de Cambridge. En 1968 se incorporó al Instituto de Astronomía de la Universidad y trabajó con Penrose para seguir estudiando las anomalías y los orígenes del universo. Ampliaron los métodos de topología y geometría para calcular la relatividad general.
También demostraron que si la relatividad general es una descripción precisa del universo, entonces debe haber una singularidad al comienzo de los tiempos. La teoría de Hawking-Penrose demuestra matemáticamente la teoría del Big Bang, que afirma que el universo comenzó con la explosión de un agujero negro. En 1970, publicaron un artículo "Gravity Collapse and Anomalies in Cosmology" en las "Proceedings of the Royal Society of London", que fue una importante contribución a la teoría de los agujeros negros.
En 1971, Hawking publicó un artículo sobre "Radiación gravitacional de agujeros negros colapsados" en "Physical Reviews", proponiendo que el área de superficie de la suave línea horizontal de un agujero negro nunca disminuirá. El horizonte liso es el horizonte del agujero negro, más allá del cual ninguna energía electromagnética puede alcanzar. En 1973, publicó un artículo "Cuatro leyes del mecanismo de los agujeros negros" en "Mathematical Physics Letters". En este artículo, él, el físico estadounidense James Baltian y el físico británico Brendan Carter intentan explicar por qué los agujeros negros no siguen las leyes de. termodinámica. Al cabo de dos años, Hawking rechazó ambas ideas y utilizó ideas opuestas para desarrollar aún más la teoría.
En 1973, Hawking abandonó el Instituto de Astronomía y se convirtió en investigador en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y en el Departamento de Física Teórica de la Universidad de Cambridge. Ese mismo año, fue coautor de "La estructura del espacio-tiempo a gran escala" con el cosmólogo sudafricano George Ellis, que presentó la teoría de la cosmología clásica a los expertos relevantes. Aunque no incluía los últimos descubrimientos de la teoría de los agujeros negros, sí. vendió 16.000 copias, creando el libro académico de física más vendido en la historia de Cambridge University Press.
Hawking utilizó la teoría de los electrones, la relatividad general y las reglas de la termodinámica para estudiar y repensar su primera teoría de los agujeros negros y demostró con éxito una conclusión sorprendente: los agujeros negros emiten un tipo de radiación (más tarde denominada "radiación de Hawking"). "), lo que significa que la gravedad y la energía que se escapan eventualmente harán que el agujero negro se reduzca y desaparezca. Este hallazgo contradecía su opinión anterior de que el alcance aparente del horizonte liso de un agujero negro nunca disminuye. Publicó la conclusión de esta investigación en el artículo "Los agujeros negros no son negros" y ganó el premio de la Gravity Research Foundation en 1974. Hawking presentó esta prueba de manera más completa en su artículo "¿Expansión del agujero negro?", publicado en "Nature". Shiyama calificó este artículo como uno de los artículos de física más bellos de la historia. La Royal Society también le otorgó el estatus de becario.
La investigación de Hawking avanza hacia una aparente contradicción: la conocida como "paradoja de la información". Según la teoría de Hawking, los rayos que salen del agujero negro no tienen pelo, es decir, no transportan ninguna información sobre la materia que hay dentro del agujero negro, por lo que es imposible saber si provienen de otro agujero negro con la misma gravedad. carga y momento angular. Cuando se escapa suficiente radiación de un agujero negro, éste colapsa y se pierde información sobre él. Esta paradoja contradice un principio básico de la física: que la información se conserva durante la evolución del universo. En 1976, Hawking exploró más a fondo la paradoja de la información en su artículo "El colapso de la previsibilidad del colapso de la gravedad". Creía que el colapso de los agujeros negros causado por la gravedad densa crea puntos singulares en los que fallan las leyes de la teoría cuántica. Su paradoja de la información ha sido criticada por muchos físicos porque significa que la ciencia ya no puede conocer completamente el pasado ni predecir el futuro.
En cuanto a la existencia de agujeros negros, ya a finales del siglo XVIII, Laplace hizo predicciones basadas en la teoría de la gravedad de Newton. El modelo de agujero negro en el sentido moderno fue desarrollado por Schwarzschild, Oppenheimer y otros basándose en la teoría general de la relatividad de Einstein. Se cree que la materia cósmica que exceda una determinada masa se volverá cada vez más densa (colapsará) bajo su propia gravedad. Cuando colapse dentro del radio gravitacional, se convertirá en un agujero negro que no podrá escapar.
En 1974, sin violar la teoría original, Hawking propuso basándose en la teoría cuántica que los agujeros negros no son completamente "negros" y no sólo emitirán materia, sino incluso violentas explosiones. Esto proporciona una nueva base para la observación real de la existencia de agujeros negros.
En 1980, Hawking fue nombrado por la Universidad de Cambridge como el decimoséptimo profesor lucasiano de matemáticas, cargo que ocupaban Newton y una serie de destacados matemáticos. Pronunció un discurso inaugural titulado "¿Está cerca el fin de la física teórica?", prediciendo que a finales del siglo XX, la física, incluidos los dos pilares de la física moderna: la teoría cuántica y la relatividad general, tendrá un gran futuro. teoría: no habrá más grandes descubrimientos.
Hawking siguió planteando temas controvertidos a lo largo de su carrera. En 1981, en la Conferencia Vaticana celebrada por la Academia Pontificia de Ciencias en Roma, Hawking propuso su conjetura "ilimitada" y discutió sus implicaciones religiosas, lo que desató una nueva controversia.
Él y el físico estadounidense James Halterer propusieron que el tiempo y el espacio son limitados hasta cierto punto, pero no hay límites ni puntos anormales que no puedan explicarse mediante leyes científicas. Sus conjeturas se encuentran entre las muchas posibilidades que tiene nuestro universo actual. la probabilidad más alta y no hay necesidad de creer en la existencia del Creador. Sus conjeturas despertaron feroces críticas tanto en los círculos religiosos como en los científicos.
En 1988, su artículo "Space-Time Wormholes" se publicó en "Physical Reviews". En 1991, "Physical Manuscripts" publicó su artículo "Parámetros alfa de agujeros de gusano". Se publicaron en Physics artículos sobre teoría de cuerdas, incluido el artículo de 1989 "Agujeros negros hechos de rayos cósmicos". En 1995, "Physical Review Manuscripts" publicó su artículo "La generación de parejas de electrones de agujeros negros en líneas cósmicas".
De 1983 a 1988 participó en un evento para explicar conceptos cosmológicos modernos, como el concepto del big bang, los agujeros negros y la radiación de Hawking, para que el lector corriente y no experto pudiera entenderlo. En 1994, Hawking y Penrose dieron una serie de conferencias tituladas "La naturaleza del espacio y el tiempo" en el Instituto Newton de Cambridge.
En julio de 2004, en la Conferencia Internacional sobre Relatividad General y Fuerza Geocéntrica en Dublín, Irlanda, Hawking anunció que había resuelto el problema de la "paradoja de la información". Una vez más subvirtió la visión anterior y lo demostró. Durante la formación y evaporación de un agujero negro, no se pierde información. Finalmente concluyó que el horizonte suave de un agujero negro consiste en fluctuaciones cuánticas que permiten que la información del agujero negro escape gradualmente. Continuó buscando pruebas matemáticas de esta afirmación.
El gran éxito de Hawking en la ciencia le ha llevado a convertirse en portavoz de las personas con discapacidad. En 1979, la Real Sociedad para la Discapacidad y la Rehabilitación lo nominó "Persona del Año". En la década de 1980, convenció a las universidades de Cambridge y Bristol para que construyeran residencias para estudiantes discapacitados. En 1996 escribió el prefacio de "Recursos informáticos para personas con discapacidad".
Mientras trabajaba en la vanguardia de la cosmología, escribió casi 200 libros y artículos, y supervisó las tesis doctorales de 30 estudiantes de doctorado.
〖Notas del Parque Científico〗:
"Una breve historia del tiempo"
Desde mediados de la década de 1980, con el fin de introducir las matemáticas y las ideas científicas en la sociedad común. Lectores, Hawking pasó mucho tiempo escribiendo libros de divulgación científica. "Una breve historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros" es el resultado de cinco años de trabajo. Este libro ha sido traducido a 40 idiomas, vendió 10 millones de copias y ha estado en la lista de libros más vendidos del New York Times y el Sunday Times durante cuatro años consecutivos. En 1991, el libro se convirtió en película.
La inesperada popularidad de "Una breve historia del tiempo" convirtió a Hawking en una figura pública en los medios. Los medios lo invitaban constantemente a dar discursos y debates públicos, y le sugerían que publicara una secuela. En 1992, publicó una continuación del libro, "Stephen Hawking: Una breve historia del tiempo: un compañero de lectura".
En 1993, editó una colección de 14 artículos de cosmología, "Black Holes and the Infancy of the Universe", para hacer que las teorías existentes fueran accesibles a los lectores no especializados. En 2001, su libro The Universe is a Nutshell, una explicación fácil de entender de ideas científicas, ganó el premio más alto de la Commonwealth para ficción no fantástica: el Premio del Libro Aventis.
En 2002, publicó "De pie sobre los hombros de gigantes: grandes obras de física y cosmología", que incluía obras seleccionadas de Niklaus Kobeniks, Kepler, Galileo, Newton y Einstein y biografías de Einstein y otros. grandes científicos, así como la explicación de Hawking sobre sus contribuciones a la física y la cosmología.
En 2005 publicó el libro "Ir a la escuela creó los números enteros, un avance matemático que cambió la historia", en el que reinterpretaba 31 ideas icónicas de la historia del pensamiento matemático, las historias de vida de 17 matemáticos y sus Comentario sobre el impacto de estos logros. Ese mismo año, también publicó una versión simplificada de "Una breve historia del tiempo".
Hawking en silla de ruedas
Hawking se mostró reacio a utilizar una silla de ruedas al principio, tal vez porque no admitía su discapacidad. Pero cuando su enfermedad empeoró y tuvo que utilizarlo, volvió a encontrar placer en él. Especialmente después de tener una silla de ruedas eléctrica, además de sus buenas habilidades para conducir, también es súper atrevido. Conducía por la calle a toda velocidad mientras los asistentes corrían tratando de escoltarlo.
Los estudiantes de posgrado de Hawking han desarrollado la habilidad de evitar su silla de ruedas, porque cuando piensa que algo es estúpido o ofensivo, rueda sobre los dedos de los pies de otras personas con su silla de ruedas y, a veces, incluso esto es alegría.
Sus alumnos dijeron: "Lo que más lamenta Hawking es que nunca atropelló a la señora Thatcher". Bueno, si este es realmente su ideal, entonces nunca podrá realizar su ideal.