el origen del universo

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  • Mi vida en la fsica

    el origen del universo

    Stephen Hawking

    Traduccin castellana de Javier Garca Sanz

    CRTICABarcelona

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  • No se permite la reproduccin total o parcial de este libro, ni su incorporacin a un sistema informtico, ni su transmisin en cualquier forma o por cualquier medio, sea ste electrnico, mecnico, por fotocopia, por grabacin u otros

    mtodos, sin el permiso previo y por escrito del editor. La infraccin de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual

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    Puede contactar con CEDRO a travs de la web www.conlicencia.com o por telfono en el 91 702 19 70 / 93 272 04 47

    Ttulo original:My Life in Physics (2005)

    The Origin of the Universe (2006)

    Copyright 2005 y 2006 by Stephen W. Hawking de la traduccin: Javier Garca Sanz

    Diseo de la cubierta: 2010, Jorge Cabral

    2010 de la presente edicin para Espaa y Amrica:CRTICA, S.L., Diagonal 662-664, 08034 Barcelona

    e-mail: editorial@ed-critica.eshttp:// www.ed-critica.es

    2010. Impreso y encuadernado en Espaa

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  • MI VIDA EN LA FSICA

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  • 5btuve mi primer grado acadmico en Oxford. En mi examen final me preguntaron por mis planes futuros.

    Respond que si me daban la mxima calificacin ira a Cambridge, pero si obtena una calificacin menor me quedara en Oxford. Me dieron la mxima. Llegu a Cambridge como estudiante graduado en octubre de 1962. Haba solicitado trabajar con Fred Hoyle, el ma-yor defensor de la teora del estado estacionario y el ms famoso as-trnomo britnico de la poca. Digo astrnomo porque en esa po-ca apenas se consideraba la cosmologa como un campo de estudio vlido, pero era en ella donde quera realizar mi investigacin, inspi-rado por lo que aprend en un curso de verano al que asist con un estudiante de Hoyle, Jayant Narlikar. Sin embargo, Hoyle ya tena bastantes estudiantes, de modo que, con gran disgusto por mi parte, se me asign a Dennis Sciama, alguien de quien yo no haba odo ha-blar. Pero eso fue probablemente lo mejor que me pudo ocurrir. Ho-yle estaba casi siempre fuera, apenas pasaba por el departamento, y no me hubiera prestado mucha atencin. Por el contrario, Sciama, habi-tualmente en la universidad, se mostraba siempre disponible. Yo no estaba de acuerdo con muchas de sus ideas, en particular sobre el prin-cipio de Mach, pero eso me estimul para elaborar mi propia imagen.

    Cuando empec a investigar, las dos reas que parecan excitan-tes eran la cosmologa y la fsica de partculas elementales. Las par-tculas elementales eran el campo activo y en continuo cambio que atraa a muchos de los mejores cerebros, mientras que la cosmolo-ga y la relatividad general se haban quedado atascadas y no ha-ban avanzado desde la dcada de 1930. Feynman ha hecho un re-lato divertido de su asistencia a la conferencia sobre relatividad

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    general y gravitacin en Varsovia en 1962. En una carta a su mujer deca, No estoy sacando nada de la reunin. No estoy aprendien-do nada. ste no es un campo activo porque no hay experimentos, y por ello pocos de los mejores cerebros trabajan en l. El resulta-do es que hay aqu un montn de pasmarotes (126) y eso no es bueno para mi tensin arterial. Recurdame que no vaya a ms conferencias sobre gravedad!

    Por supuesto, yo no saba todo esto cuando empec mi dedica-cin. Pero pensaba que en esa poca la investigacin sobre partcu-las elementales se pareca mucho a la botnica. La electrodinmica cuntica, la teora de la luz y los electrones que gobierna la qumica y la estructura de los tomos, haba sido desarrollada por completo en las dcadas de 1940 y 1950. La atencin se haba desplazado ahora hacia las fuerzas nucleares fuerte y dbil entre partculas en el n-cleo de un tomo, pero teoras de campos similares a la electrodin-mica no parecan funcionar aqu. De hecho, la escuela de Cambrid-ge, en particular, sostena que no haba una teora de campos subyacente. En su lugar, todo estara determinado por la unitarie-dad, es decir, la conservacin de la probabilidad, y por ciertas pau-tas caractersticas en la dispersin de partculas. Visto retrospectiva-mente, resulta sorprendente que se pensara que esta aproximacin fuera a funcionar, pero recuerdo el desprecio que despertaron los primeros intentos de teoras de campo unificado para las fuerzas nucleares dbiles. Sin embargo, son estas teoras de campos las que se recuerdan, mientras que la matriz S analtica ha sido olvidada. Me alegro de no haber empezado mi investigacin en partculas elementales. Nada de mi trabajo en ese perodo habra sobrevivido.

    Por el contrario, cosmologa y gravitacin eran en esa poca campos olvidados en espera de un desarrollo. A diferencia de lo que suceda con las partculas individuales, haba una teora bien defini-da, la teora de la relatividad general, pero se pensaba que era tre-

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    mendamente difcil. La gente se pona tan contenta cuando encon-traba cualquier solucin de las ecuaciones del campo, que no se preguntaba qu significado fsico tena, si es que tena alguno. sta era la vieja escuela de relatividad general que encontr Feynman en Varsovia. Pero la conferencia de Varsovia marc tambin el co-mienzo del renacimiento de la relatividad general, aunque se le pue-de perdonar a Feynman que no lo reconociera en ese momento.

    Entonces entr en el campo una nueva generacin y aparecie-ron nuevos centros de relatividad general. Dos de stos fueron de particular importancia para m. Uno estaba en Hamburgo bajo la direccin de Pascual Jordan. Nunca lo visit, pero admiraba sus elegantes artculos, que tanto contrastaban con el confuso trabajo previo en relatividad general. El otro centro estaba en el Kings College, en Londres, bajo la direccin de Hermann Bondi, otro proponente de la teora del estado estacionario aunque no com-prometido ideolgicamente con ella, como Hoyle.

    Yo no haba estudiado muchas matemticas en la escuela ni en los muy fciles cursos de fsica en Oxford, de modo que Sciama me sugi-ri que trabajara en astrofsica. Pero, ya que no me dejaban trabajar con Hoyle, no iba a dedicarme adems a algo tan aburrido como la rotacin de Faraday. Yo haba ido a Cambridge a hacer cosmologa, y estaba decidido a hacer cosmologa, as que lea viejos libros de tex-to sobre relatividad general y me desplazaba a Londres cada semana con otros tres estudiantes para asistir a conferencias en el Kings Co-llege. Segua las palabras y las ecuaciones, pero no captaba realmente la esencia del tema. Adems, me haban diagnosticado una enferme-dad neuronal motora, o ELA (esclerosis lateral amiotrfica), y tena que hacerme a la idea de que no iba a tener tiempo para acabar mi doctorado. Luego, repentinamente, hacia el final de mi segundo ao de investigacin, las cosas mejoraron. Mi enfermedad no avanzaba y mi trabajo cuajaba, as que empec a hacer progresos.

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    Sciama estaba muy interesado en el principio de Mach, la idea de que los objetos deben su inercia a la influencia de toda la materia en el universo. l me sugiri que trabajara en esto, pero yo pensaba que sus formulaciones del principio de Mach no estaban bien defi-nidas. Sin embargo, l me ense algo similar con respecto a la luz, la denominada electrodinmica de Wheeler-Feynman. sta deca que electricidad y magnetismo eran simtricos con respecto al tiem-po. Sin embargo, cuando se encenda una lmpara, era la influencia de toda la materia en el universo la que causaba que las ondas lumi-nosas viajaran desde la lmpara hacia fuera, en lugar de venir desde el infinito y terminar en la lmpara. Para que funcionase la electro-dinmica de Wheeler-Feynman era necesario que toda la luz que sala de la lmpara fuera absorbida por otra materia. Esto sucedera en un universo en estado estacionario en el que la densidad de ma-teria permaneciera constante, pero no en un universo Big Bang en el que la densidad disminuira a medida que ste se expandiera. Se afirmaba que esto demostraba, si es que era necesario hacerlo de nuevo, que vivimos en un universo en estado estacionario. Hubo una conferencia sobre la electrodinmica de Wheeler-Feynman y la flecha del tiempo en Cornell en 1963. Feynman estaba tan disgusta-do por los sinsentidos que se dijeron sobre la flecha del tiempo que se neg a que su nombre apareciera en las actas. Se le mencionaba como Seor X, pero todo el mundo saba quin era X.

    Pero me encontr con que Hoyle y Narlikar ya haban desarrolla-do la electrodinmica de Wheeler-Feynman en universos en expan-sin y luego haban pasado a formular una nueva teora de la grave-dad simtrica con respecto al tiempo. Hoyle revel la teora en una reunin de la Royal Society en 1964. Yo estaba en la conferencia, y en el turno de preguntas dije que la influencia de toda la materia en un universo en estado estacionario hara las masas infinitas. Hoyle me pregunt que por qu deca eso, y yo respond que lo haba

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    calculado. Todos pensaban que lo haba hecho mentalmente du-rante la conferencia, pero lo cierto es que yo comparta un despa-cho con Narlikar y haba visto un borrador del artculo. Hoyle se enfad. l estaba tratando de e