Entender El Universo

OPINIÓN

STEPHEN HAWKING: LA NECESIDAD DE ENTENDER EL UNIVERSO

Ricardo Baeza

El 28 de agosto de 1997, Stephen Hawking dictó una memorable conferencia en Santiago sobre la estructura del universo. El presente artículo explica algunas de las ideas básicas contenidas en esa exposición.

1. l 28 de agosto de 1997 se reunieron en Santiago más de cuatro mil personas para escuchar hablar alfísico teórico inglés Stephen Hawking sobre la estructura del universo. Sin duda este evento causó un impacto importante en la vida cultural chilena, y a su vez dejó de manifiesto la necesidad de llenar un vacío de grandes proporciones en nuestra vida intelectual. Es probable que las ideas presentadas por Hawking a un público tan heterogéneo no hayan sido comprendidas en su totalidad, pero sí esclaro que las personas que allí se reunieron en verdad querían entenderlas. Por esta razón, tratar de explicar algunas de las ideas expuestas por Hawking resulta sin duda interesante. A continuación expondremos, desde el punto de vista de un no experto, lo que creemos son las ideas más básicas necesarias para que el lector no experto entienda el contenido de la conferencia de Hawking.
RICARDO BAEZAR. Doctor en Matemáticas, Universidad de Saarbrucken. Habilitación, Universidad de Saarbrucken. Miembro de número de la Academia Chilena de las Ciencias. Profesor Titular de la Universidad de Chile. Estudios Públicos, 72 (primavera 1998).

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ESTUDIOS PÚBLICOS

2. A comienzos del siglo 20 fueron desarrolladas dos teorías que modificaron por completo la visión del universo conformadadurante los siglos anteriores y que se basaba en las ideas de Galileo, Kepler, Newton y otros. Una de estas teorías cambió el concepto del macroespacio-tiempo y fue desarrollada esencialmente por Albert Einstein, quien la llamó teoría general de la relatividad. La otra teoría, llamada mecánica cuántica, iniciada por Max Plank, A. Einstein, N. Bohr y otros, y desarrollada por Heisenberg, Schrödingery Dirac, cambió los conceptos del microespaciotiempo. La teoría general de la relatividad estudia la estructura del espaciotiempo a grandes escalas y se aplica fundamentalmente en cosmología. En esta teoría se postula que la geometría del espacio-tiempo está determinada por la materia y energía existentes en el universo. La ecuación
Geometría = materia – energía

es la base de esta teoría ysintetiza dicha idea. Por otro lado, la mecánica cuántica trata problemas físicos a muy pequeña escala, es decir a nivel de moléculas y átomos. A diferencia de la teoría de la relatividad, que es una teoría clásica en el sentido de que los objetos están determinados por coordenadas, la mecánica cuántica no permite predecir ninguna observación en forma definitiva, sino sólo afirmar que puede ocurrirun número de diferentes sucesos y el grado de probabilidad de cada uno de ellos. Uno de los principios más básicos de la mecánica cuántica, y que la hace diferir de una teoría clásica, es el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula. De este modo, hay siempre un factor de incertidumbre (esdecir, una probabilidad) en cada suceso, lo cual afecta en forma esencial el comportamiento de la materia a pequeñas escalas. Es interesante notar que siendo Einstein uno de los precursores de la física cuántica, estas ideas le eran adversas. Podríamos decir que su posición se resume en su famosa frase: Dios no juega a los dados. Pero como lo hace notar Hawking, al parecer, Dios sí es un gran jugador(Hawking, 1988). 3. En 1887, los físicos Albert A. Michelson (1852-1931) y E. W. Morley desarrollaron un experimento fundamental que tuvo profundas consecuencias en las bases de la física al demostrar que la velocidad de la luz es la misma si se la mide en la dirección de la órbita de la tierra que si se la mide en una dirección perpendicular a esta órbita. Este resultado, que fue confirmado...