La última aventura cósmica de Stephen Hawking

Como ocurre con la mayoría de los grandes pioneros científicos, el verdadero fondo de las investigaciones de Stephen Hawking no le suena a casi nadie. A pesar de su estructura diáfana, las teorías de Hawking sobre el origen del universo siguen siendo una fuente de profunda estupefacción para la mayoría. Incluido ese grupo minoritario y paciente que forman los lectores de libros divulgativos.

El cosmólogo Thomas Hertog, colega de Hawking y coautor de su última teoría, es consciente de esta confusión. Por eso procura que Sobre el origen del tiempo, el libro donde explica y pone en contexto dichos hallazgos, sea una lectura grata, accesible e incluso apasionante. Una suerte de «Ven, que te lo explico», nada trivial, en el que nos relata un periodo glorioso de descubrimientos, para luego guiarnos hasta un territorio que resulta inspirador para los más soñadores: la cosmología cuántica.

En esta época que nos ha tocado en suerte es asombrosamente fácil olvidar, o al menos no ser muy consciente, de que las grandes preguntas ‒esas que de verdad importan‒ aún esperan respuesta. ¿Cómo surgió el universo? ¿En qué microinstante fueron vigentes las leyes de la física? ¿Qué enigmas se esconden tras el origen de la vida?

En este ensayo, Hertog aborda estos y otros misterios invitándonos a detenernos en un punto muy singular. Ese momento en el que la aguja del tocadiscos saltó sobre el surco y el cosmos saltó a la pista de baile.

Pregunto al discípulo de Hawking por el enfoque que ambos propusieron para el big bang y por el punto de partida de la seductora teoría que desarrolla en el libro: la coevolución de las leyes de la física y del propio universo a partir de ese acontecimiento primordial.

«El punto de partida de nuestro trabajo sobre el big bang ‒responde Hertog‒ fue la simple observación de que nuestro universo es misteriosamente apto para la vida. Las leyes físicas tienen una larga lista de propiedades que aparentemente están diseñadas para que la vida sea posible. ¿Qué deberíamos hacer con esto? ¿Cómo se relaciona nuestra existencia con las reglas según las cuales funciona el universo? Esa fue la maravillosa pregunta que Stephen Hawking me hizo en nuestro primer encuentro, en 1998, y la que nos guiaría a lo largo de todo el proceso».

De forma inevitable, el estudio del origen y evolución del universo ‒la cosmología‒ es una ciencia que suele conducir a reflexiones filosóficas. Uno imagina que el propio Hertog se dejó llevar por esta curiosidad tan próxima a la filosofía, casi a la puertas de la metafísica.

«La curiosidad ‒me responde‒ es el principal impulsor de mi investigación. De hecho, cuando era niño me interesé por la cosmología porque vi en ella una forma fructífera de dilucidar algunas de las preguntas que los humanos siempre nos hemos planteado, utilizando las herramientas de la ciencia moderna. En última instancia, mi trabajo con Hawking gira en torno a la antigua pregunta ‘¿De dónde venimos?’. Supongo que se podría decir que estábamos practicando la filosofía en la física, que es muy diferente de la filosofía de la física».

Admirar lo extremadamente complicado

Les decía que, incluso cuando son devorados por la fama, los grandes científicos rara vez son bien entendidos por el gran público. En nuestro país hay un ejemplo muy notable de esta barrera entre los sabios y el resto de los mortales.

Allá por 1923, lo más granado de la intelectualidad y la ciencia españolas recibía a un invitado ilustre, Albert Einstein, que nos visitaba por iniciativa del físico Esteban Terradas y del matemático Julio Rey Pastor.

Las estampas que dejó este viaje son memorables. El sabio paseó por Madrid con un buen amigo, Blas Cabrera, director del Laboratorio de Investigaciones Físicas. En su compañía, Einstein conoció a otros eruditos. Visitó a Santiago Ramón y Cajal e incluso llegó a tomar el té con Ortega y Gasset ‒con quien también estuvo en la Residencia de Estudiantes‒, Ramón Gómez de la Serna, Gregorio Marañón y Ramiro de Maeztu.

Einstein impartió conferencias en Barcelona, Zaragoza y Madrid. La oleada de entusiasmo fue de las que hacen época. Y sin embargo, como escribió el bueno de Julio Camba, «le admirábamos mucho; pero si alguien nos pregunta por qué le admirábamos nos pondrá en un apuro bastante serio».

En realidad, esto es algo que al físico alemán le ocurrió con frecuencia. Cada vez que Einstein procuraba explicar su teoría de la relatividad general ‒da igual el punto del planeta donde lo hiciera‒ solo una ínfima minoría lograba entenderle.

Con Stephen Hawking nos sucede algo similar. Más allá de su lucha contra la ELA, apreciamos, como quien admira la arquitectura de una catedral, su comprensión de la estructura del cosmos a gran escala. Y sin embargo, lo normal es que pasemos por alto conceptos esenciales en su labor. Por ejemplo, su visión de la relatividad y de ese universo en expansión que, en su día, ya vislumbró el sacerdote George Lemaître.

Bill Bryson explicaba con bastante gracia la teoría del religioso belga: «El universo se inició en punto geométrico, un ‘atomo primigenio’ que estalló gloriosamente  y que ha estado expandiéndose desde entonces. Era una idea que anticipaba muy claramente la concepción moderna de la Gran Explosión, pero Lemaître estaba por delante de su época».

Como ya imaginarán, esa es solo la mitad de la historia.

El holograma cósmico y otros misterios

Entre otras cosas, Stephen Hawking, estudió junto a otro sabio superventas, Roger Penrose, un fenómeno que parece extraído de un libro de ciencia ficción: las singularidades (los puntos donde la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita) en el marco de la relatividad general.

En 1970, ambos demostraron que en el pasado del universo toda la materia y energía se concentraron en un espacio mínimo. En otras palabras, por fin nos invitaron a asomarnos al principio de todo. El big bang. El súbito advenimiento de todo lo conocido y por conocer. El estribillo cósmico que prefiguraba el resto de la canción.

Sin embargo, antes de fallecer, Hawking y su colega Thomas Hertog, con la mirada puesta en conceptos teóricos como el multiverso y la inflación eterna, llegaron a nuevas y alucinantes conclusiones. Manejaban esta vez otro marco teórico: el concepto de holografía de la teoría de cuerdas. La imagen es poética y relativamente accesible en sus nociones más superficiales. Digamos que el universo viene a ser un holograma descomunal, todo lo complejo que cabe imaginar.

«La teoría habitual de la inflación eterna ‒había reconocido Hawking en 2017‒  predice que, a escala global, nuestro universo es como un fractal (un objeto que se repite a diferentes escalas) infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano inflacionario».

Un año después, la prensa científica recogió los nuevos hallazgos de Hawking y Hertog. «El problema con la explicación habitual de la inflación eterna ‒dijo este último en una entrevista de la época‒ es que asume un universo de fondo existente que evoluciona de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto. Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna difumina la separación entre la física clásica y la cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se desmorona en la inflación eterna».

Tiempo, espacio y vida

Tras leer Sobre el origen del tiempo, uno cree entender mejor por qué el universo existe y por qué hay vida sobre la Tierra. Le comento a Thomas Hertog que, al descubrir que las leyes de la física evolucionaron junto con el propio cosmos, tengo la impresión de que estoy entrando en una faceta de la ciencia sumamente intrincada. De tanto mirar lejos, lo que era manejable, en principio, acaba pareciendo un caleidoscopio.

Solo hay un modo de vibrar en la misma frecuencia de Hertog y Hawking. Pasa por abrir la mente y asimilar esta versión premium del big bang.

Por suerte, está claro que Hertog se propuso con su libro allanar el camino para que los lectores sin formación científica accedamos a conceptos tan poderosos como este. «Si, desde luego ‒responde‒. Realmente quería compartir esta gran idea de que, en las primeras etapas del universo, las leyes coevolucionaron con el universo. Esto equivale a una especie de revolución darwiniana en física y cosmología. Nos lleva a las raíces de lo que la ciencia finalmente descubre sobre el mundo. Dicho esto, con toda honestidad, no tenía un plan claro desde el principio sobre cómo escribiría este libro. Al final, elegí entrelazar mis experiencias con Stephen Hawking y lo que descubrimos sobre el universo con una perspectiva histórica más amplia. Me han dicho que la combinación de estos aspectos hace que el libro se lea como una historia de detectives, que en realidad es muy parecido a lo que sentimos durante nuestro viaje».