Biografía de Hawking

Programas de Exploracion Espacial Cronología Las Misiones al espacio

Programas de Exploración Espacial
Cronología Las Misiones al Espacio

Estados Unidos había previsto tener una docena de satélites en órbita cuando comenzara el Año Geofísico  Internacional , pero en la práctica el primer éxito fue para la URSS, con el lanzamiento del Sputnik I, el 4 de octubre de 1957.Sorprendidos y humillados, los técnicos norteamericanos adelantaron sus planes y prometieron un lanzamiento en 90 días. El primer intento fracasó, pero el primer satélite de Estados Unidos, el Explorer I, entró en órbita el 1 de enero de 1958.

Su capacidad era limitada, pero llevaba un contador Geiger-Müller para registar los rayos cósmicos que le permitió localizar los dos cinturones de radiación de Van Alien que rodean la Tierra.

A partir de entonces, los progresos fueron rápidos, sobre todo porque Estados Unidos y la URSS competían entre sí para demostrar ante el mundo su superioridad tecnológica. Varias categorías diferentes de satélites aparecieron desde 1960.

A los primeros, utilizados para fines puramente científicos, se sumaron otros de diseño más complejo destinados a la observación militar, el seguimiento de las condiciones meteorológicas mundiales, las telecomunicaciones, etc.

Por último, aparecieron las sondas espaciales, que prepararon el camino para la llegada del hombre a la Luna. La sonda soviética Luna II (1959) fue el primer objeto procedente de la Tierra en alcanzar la superficie de un cuerpo celeste. En 1966, el Luna IX realizó un alunizaje perfecto (que disipó el temor de los norteamericanos de que la superficie del satélite estuviera formada por una profunda capa de polvo) y transmitió a la Tierra miles de fotografías.

El Luna XVI (1970) recogió muestras del suelo lunar. Hacia fines de los años 70, las sondas soviéticas y norteamericanas se habían acercado o se habían posado en varios planetas, entre ellos, Marte, Venus y Júpiter.

La Tabla siguiente es un resumen de los principales programas de exploración del espacio:

Nombre País Fechas Logros Miembros
Sputnik URSS 1957-1958 Primer
Satélite
Valery Byskovsky.Yuri Gagarin, Adrián
Nikolayaev, Pavel Popovitch, Valentina
Tereshkova, GhermanTitov
Malcolm Scott Carpenter, L. Gordon
Cooper
.John Glenn,Virgil Grissom,
Walter Schirra, Alan Shepard
Explorer EE.UU. 1958-1984 Experimentos
Científicos
Pionner EE.UU. 1958 Investigación
de la Luna
Lunik URSS 1959 Aterrizaje
en la Luna
Vostok URSS 1961-1963 Primer Vuelo
Tripulado
Mercury EE.UU. 1961-1963 Americanos en el Espacio
Venera URSS 1961-1983 Investigaciones
de Venus
Ranger EE.UU. 1961-1965 Alunizajes
Mariner EE.UU. 1962-1974 Mercurio, Venus
y Marte
OSO EE.UU. 1962 Estudio Solar
Mars URSS 1962-1971 Investigación
de Marte
Pavel Belyayev, Konstantin Feoktistov,Vladimir
Komarov, Alexei Leonov, BorisYegorov
Edwin Aldrin, Neil Armstrong, Frank
Borman, Eugene Cernan, Michael Collins,
Charles Conrad, L Gordon Cooper.Virgil
Grissom, James Lovell, James McDivitt,
Walter Schirra, David Scott, Thomas
Stafford, Edward White, John Young
Vokshod URSS 1964-1965 Vuelos espacial con tres tripulantes
Géminis EE.UU. 1964-1966 Prueba de Vuelos Lunares
Luna URSS 1966 Fotografía
Lunar
Luna Orbiter EE.UU. 1966-1967 Cámara en
órbita lunar
Adwin Aldrin, William Anders, Neil Armstrong,
Alan Bean, Frank Borman, Eugene Cernan,
Michael Collins, Charles Conrad, Walter
Cunningham, Charles Duke, Don Eisle,
Richard Gordon, Fred Haise, James Irwin,
James Lovell, Edgar Mitchell, Stuart Roosa,
Walter Schirra, Harrison Schmitt, Rusell
Schweickart, David Scott, Thomas Stafford,
Jack Swigert,Alfred Worden, John Young
Surveyor EE.UU. 1966-1968 Robot Lunar
Apolo EE.UU. 1966-1975 El hombre llega
a la Luna
Soyuz URSS 1967-1986 Estación
Espacial
Vladimir Dzanibekov, Georgi Grechko, Alexei Gubarev, Pyotr Klimuk, Vladimir Remek,Yuri Romanenko, Víctor Savinykh, Svetlana Savitskaya.Vladimir Shatalov, Vitaly Stevastyanov, Vladimir Vasyutin, Vladimir Volkhov Alan Bean, Gerald Carr, Charles Conrad, Owen Garriott, Edward Gibsonjoseph Kerwinjack Lousma, William Pogue, Paul Weitz
Salyut URSS 1971-1986 Estación espacial tripulada
Skylab EE.UU. 1973-1974 Primera estación espacial americana
ATM EE.UU. 1973-1974 Estudio Solar
Apolo-Soyuz EE.UU./URSS 1975 Emprendimiento Internacional Vanee Brand, Valery Kubasov, Alexei Leonov, Donald Slayton,Thomas Stafford
Voyager EE.UU. 1977-1986 Estudio de Gigantes
de Gas
Valery Byskovsky.Yuri Gagarin, Adrián Nikolayaev, Pavel Popovitch,Valentina Tereshkova, GhermanTitov Malcolm Scott Carpenter, L. Gordon Cooper.John Glenn,Virgil Grissom, Walter Schirra,Alan Shepard
SMM EE.UU. 1980-1989 Estudio
Solar
Transbordador EE.UU. 1981-? Naves tripuladas de uso reiterado
Spacelab EE.UU./AEE 1983 Laboratorio espacial de uso reiterado
Vega URSS 1985 Estudio atmosférico de Venus y fotos del cometa Halley
Mir URSS 1986-? Estación
Espacial
Pavel Belyayev, Konstantin Feoktistov,Vladimir Komarov, Alexei Leonov, BorisYegorov Edwin Aldrin, Neil Armstrong, Frank Borman, Eugene Cernan, Michael Collins, Charles Conrad, L. Gordon Cooper.Virgil Grissom, James Lovell, James McDivitt, Walter Schirra, David Scott,Thomas Stafford, Edward White, John Young
Giotto AEE 1986
Susei Japón 1986
Buran URSS 1988
Fobos URSS 1988
Galileo EE.UU. 1992-?
Cassini EE.UU./AEE 1996

John Glenn Primer Americano en Orbitar Terrestre Carrera Espacial

John Glenn Primer Americano en Orbitar Terrestre Carrera EspacialEL VUELO DEL CORONEL GLENN:
El 20 de febrero de 1962 los norteamericanos, después de haberlo aplazado varias veces y anunciado sin reserva a todo el mundo, pusieron en órbita el cohete Friendship VII que llevaba una cápsula dentro de la cual se encontraba el astronauta piloto John H. Glenn de 40 años de edad.

A la hora prevista la cápsula se desprendió de los cuerpos del cohete Atlas y entró en órbita. Después de dar tres vueltas a la Tierra, el astronauta pulsó los mandos que le llevaron a descender en aguas del Atlántico donde fue recogido por el destructor “Noah”. El vuelo había durado 4 horas, 55 minutos.

Durante el mismo, millones de espectadores habían podido seguir, gracias a la televisión, todos los detalles del lanzamiento. Glenn había comunicado constantemente sus impresiones y repitiendo muchas veces que se sentía bien. Este vuelo, que causó gran impresión por su preparación, anuncio y exhibición, demostró que el astronauta puede dirigir las fases de marcha y controlar los mecanismos para su propia recuperación y la de la cápsula.
Hasta aquí la historia, con sus datos, sus hechos concretos y sus cifras irrebatibles. Al iniciarse 1962, las dos grandes potencias espaciales, Estados Unidos y la URSS, se preparaban para emprender otras proezas. El presupuesto para investigación espacial y tecnológica para dicho año en los Estados Unidos se elevó a 2.400 millones de dólares.
A partir de este año se suceden en forma ininterrumpida los vuelos espaciales tripulados.

Salida del cohete Atlas-Mercury MA6

Salida del cohete Atlas-Mercury MA6 llevando a bordo al primer astronauta americano John Glenn

1962John Glenn fue el primero en orbitar la Tierra 1998
Aunque fue el tercer norteamericano en el espacio,John Glenn fue el primero en orbitar la Tierra. Aquí algunas cifras sobre su vuelo El año pasado, el senador Glenn regresó a la órbita como miembro de un viaje espacial. Como lo demuestra este informe algunas cosas —no todas— han cambiado.
El astronauta
Altura: 1,80 metro
Color de pelo: colorado

Edad: 40 años

Salario: 12.000 dólares.
Entrenamiento diario:
3,2 kilómetros trote
El astronauta
Altura: 1,80 metro
Color de pelo: blanco

Edad: 77 años

Salario: 136.672 dólares.
Entrenamiento diario:
3,2 kilómetros de caminata rápida
La nave
Nombre:  Friendship 7 (Amistad 7)
Tripulación:         1
Ventanas:   1
Computadoras: 0
Peso:    1,930 kilos
La nave
Nombre:  Discovery
Tripulación:         7
Ventanas:   10
Computadoras: 5
Peso:    69,770 kilos
La misión
Nombre:  Mercury 6

Despegue:  20 de Febrero de 1962.
a las 9h 47, 39″
La misión
Nombre:  STS-95

Despegue:  29 de octubre de 1998
a las 14 h.

 

Duración:
4
h. 55’ 23”.
Velocidad orbital:
28.234 kilómetros por hora
Tiempo por órbita:
1 h.28’29”.
Distancia recorrida:
121 .794 kilómetros
Lugar de aterrizaje:
Océano Atlántico, 800 kilómetros al sudeste de Bermudas
Rescate:
Un barco de la Armada recuperó la nave luego de caer al océano.

  Duración:
Aproximadamente 8 días y 20 h.

Velocidad orbital:
8.164 kilómetros por hora

Tiempo por órbita:
90 minutos

Distancia recorrida:
5.800.000 kilómetros

Lugar de aterrizaje:
Centro espacial Kennedy, Florida

Rescate:
No fue necesario

 

Cronología de las
Misiones Espaciales
 Hitos de la
Carrera Espacial

Biografia de Stephen Hawking Historia del Tiempo Big Bang Cientifico

Biografia de Stephen Hawking: Historia del Tiempo Big Bang

Stephen Hawking es uno de los grandes mitos de nuestro tiempo. Su fama, sólo comparable a la de Einstein, se debe principalmente a sus teorías sobre el Universo y las leyes físicas que lo rigen; pero también se debe a la valentía con que lucha para superar las dificultades de todo orden que le plantea la enfermedad que padece.

Sin embargo, son muy pocos los que han tenido ocasión de acceder a una exposición clara de sus teorías, y muy pocos también los que conocen su compleja personalidad, que le ha llevado a vivir una existencia inusitadamente agitada para un hombre con sus limitaciones.

 Stephen Hawking Big Bang CientificoUna estrella exuberante de los medios de comunicación, presa de una enfermedad mortal, Stephen Hawking parece haber heredado de Einstein el aura de la fama y la reputación de genio.

El hombre es celebrado quizás, según algunos científicos, desproporcionadamente. Su libro Historia del tiempo, un gran bestseller, probablemente más vendido que leído, se convirtió en película contra todo lo razonable, y sería agradable creer que la cosmología se ha convertido en una lectura imprescindible para tener conversación en las fiestas sociales.

La verdad es que Hawking no sólo resulta atractivo por los progresos intelectuales que ha hecho, sino por haberlos hecho sin la menor colaboración de su cuerpo, un armazón tan débil que Hawking podría parecer una forma única de inteligencia des-corporeizada. Sin embargo, la imagen no encaja con el hombre, cuyo magnetismo deriva en parte de su brillantez, su coraje y su vulnerabilidad; y en parte de su ingenio rápido, su debilidad por los pósters de Marilyn Monroe y su molesta humanidad.

Nacido el 8 de enero de 1942, en el tricentenario de la muerte de Galileo (dato que él cita a menudo), se crió en las afueras de Londres, dentro de ese tipo de hogar excéntrico que parece pasar por normal en Inglaterra. Aquello era, según su hermano menor Edward, «un poco como los Munsters»: la familia tenía abejas en el sótano. El padre, que pasaba buena parte del tiempo en África, era un médico especializado en investigación, pero Hawking rechazó la biología y a los catorce años estaba decidido a dedicarse a las matemáticas y a la física.

Tres años después se matriculó en Oxford, se dejó crecer el cabello y procedió a despachar el trabajo académico. Popular entre los estudiantes y con fama de ser lo bastante inteligente para no estudiar, jugaba al bridge por las noches y durante el día hacía de timonel a los colegas que remaban; en una foto tomada en 1961 aparece sentado en la proa de un bote, elegante con el traje blanco y el sombrero de paja, junto a una fila de ocho hombres más grandes y con camisetas a rayas. «Steve y yo teníamos que estar en el río todas las mañanas, seis días a la semana —recordaba más tarde el físico Gordon Berry—. Algo tenía que perder, y fueron concretamente los laboratorios experimentales.»

De manera que cuando Hawking hizo los exámenes finales previos a la licenciatura, después de varios años de holgazanear en clase, sus notas se situaron en la frontera entre el sobresaliente y el notable. La admisión en Cambridge, la escuela por él elegida, exigía el sobresaliente. Convocado ante los examinadores, explicó la situación con toda franqueza. «Si saco sobresaliente iré a Cambridge —les dijo—. Si saco notable me quedaré en Oxford. Conque confio en que me darán ustedes el sobresaliente.» Y se lo dieron.

Su carrera como científico empezó hace más de veinticinco años, cuando se embarcó en la investigación cosmológica en la universidad de Cambridge. Durante esos veinticinco años ha hecho quizá más que nadie para hacer retroceder los límites de nuestra comprensión del universo. Su obra teórica sobre los agujeros negros y sus progresos en hacer avanzar nuestro conocimiento sobre el origen y la naturaleza del universo son de primera línea y, a menudo, revolucionarios.

A medida que avanzaba su carrera, llevó una vida personal tan extraña para la mayoría de la gente como esotérico es su trabajo. A la edad de veintiún años, a Hawking le fue comunicado que sufría una enfermedad degenerativa, la ELA, conocida también como enfermedad de las neuronas motoras, y ha pasado gran parte de su vida confinado en una silla de ruedas. Sin embargo, no ha permitido que su enfermedad obstaculizara su desarrollo científico. De hecho, muchos afirman que su liberación de las tareas rutinarias de la vida es lo que le ha permitido hacer mayores progresos que si hubiera estado en posesión de todas sus facultades corporales.

A Stephen Hawking no le gusta hablar mucho de sus incapacidades físicas, y menos aún de su vida personal. Desearía que la gente pensara en él ante todo como científico, segundo como escritor de divulgación científica, y, en todo lo que importa, como un ser humano normal con los mismos deseos, impulsos, sueños y ambiciones que la persona de al lado. En este libro hemos intentado respetar al máximo sus deseos y nos hemos dedicado a pintar un cuadro de un hombre con talentos en abundancia, pero no menos hombre que cualquier otro.

En Cambridge empeoraron sus ocasionales torpezas y la tendencia a articular mal las palabras, que ya había aparecido en Oxford. Se le hizo difícil anudarse los zapatos. El padre se dio cuenta de esos problemas durante unas vacaciones de Navidad. Hawking, que aún no tenía veintiún años, fue a un especialista y pocas semanas después se le diagnosticaba una esclerosis lateral amiotrófica, también llamada enfermedad de Lou Gehrig.

Es una enfermedad degenerativa que hace que los músculos —pero no la inteligencia— se atrofien. La enfermedad, que por regla general afecta a personas de edad, progresó rápidamente al principio. Habiéndole dado dos años de vida, Hawking se sumió en la depresión. «Tuve la sensación de ser algo así como un personaje trágico —declaró a un entrevistador—. Me puse a escuchar a Wagner.»

Dos años después las cosas empezaron a mejorar. Se casó con Jane Wilde, una estudiante de bachillerato que había conocido antes del diagnóstico, y comenzó a aplicarse a lo suyo. Su tutor en la tesis, Dennis Sciama, recomendó a Hawking que conociera al matemático Roger Penrose, dedicado por entonces a estudiar qué ocurría cuando una estrella agota el combustible y se colapsa. Penrose demostró que, al expandirse el universo regido por la teoría de la relatividad general de Einstein, una vez que una estrella se colapsa más allá de un determinado punto, inevitablemente tiene que convertirse en una singularidad, el hipotético punto situado en el interior de los agujeros negros donde la materia se comprime hasta alcanzar una infinita densidad y donde el espacio, el tiempo y las leyes de la física dejan de operar. Estimulado por esta idea, Hawking se lanzó a la investigación de las estrellas completamente colapsadas y encontró el trabajo de su vida. Como ha observado el escritor Dennis Overbye, «Costaba no pensar en Hawking como en su propia metáfora».

El 23 de diciembre de 1992 Stephen Hawking fue entrevistado en un programa radiofónico de la BBC, llamado Los discos de la isla desierta, donde se pedía al invitado que eligiera las ocho piezas musicales que le gustaría tener consigo en el improbable caso de naufragar en una isla desierta y disponer de una buena cadena de sonido. Éstas son las elegidas por Hawking:

Gloria de Poulenc
El concierto para violín de Brahms
El cuarteto de cuerda de Beethoven Opus 132
La Valquiria, acto 1, de Wagner
«Please Please Me» de los Beatles
El Requiem de Mozart
Turandot de Puccini
«Je ne regrette ríen» de Edith Piaf

Se le ocurrió a Hawking que, si una estrella podía colapsarse hasta ser una singularidad, el proceso también debía ser posible en dirección contraria. Una singularidad puede ser tanto un principio como un final. En cuyo caso el universo, que se sabía que estaba expandiéndose, podría haber comenzado como una singularidad. Hawking pudo demostrar algo más que esto: un universo que se expande infinitamente, demostró, debe haber comenzado en una singularidad.

Pero ¿qué pasa si el universo no se expande infinitamente? ¿Qué pasa si contiene la suficiente masa para que la explosión vaya perdiendo velocidad y se invierta, para acabar en la fatal implosión llamada el Big Crunch? ¿También ese universo tendría que haber comenzado en una singularidad? La respuesta, dijo Hawking, era sí. En 1970 publicó, junto con Penrose, un artículo donde demostraban que el universo debía haber empezado como la singularidad del Big Bang.

Aquel noviembre, mientras se preparaba para acostarse («Mi incapacidad hace que sea un proceso lento, con lo que me tomaba mucho tiempo»), Hawking tuvo otra ocurrencia: puesto que nada podía escapar de un agujero negro, éste nunca puede disminuir. Sólo puede seguir igual o aumentar; no se puede dividir, no se puede encoger, no puede volar hecho pedazos. Con cada nueva porción de materia que ingiere, su masa aumenta y el horizonte de sucesos se hincha un poco mas.

Un investigador de Princeton, Jacob Bekenstein, recogió la idea. Bekenstein vio un paralelismo entre los agujeros negros y la idea de entropía, la medida del caos azaroso dentro de un sistema. Según la segunda ley de la termodinámica, la cantidad de desorden de un sistema cerrado aumenta necesariamente con el tiempo; la entropía, como los agujeros negros, siempre crece. Puesto que todo sistema tiene entropía, cada vez que un agujero negro se traga otra porción de materia su entropía debe aumentar al mismo tiempo que su horizonte de sucesos. El tamaño del agujero negro y su cantidad de entropía podrían ser equivalentes.

Hawking rechazó la analogía. Su objeción era que en cualquier sistema con una cierta cantidad de desorden, o entropía, también tendría que haber temperatura, y todo lo que tiene temperatura, por baja que sea, emite radiaciones. «Pero por su misma definición los agujeros negros son objetos que se supone que no emiten nada», escribió. De ahí, decidió, que la comparación tenga que estar equivocada. Además, Bekenstein lo irritaba.

Dos fisicos soviéticos convencieron a Hawking de que considerara la posibilidad de que los agujeros negros pudieran, pese a todo, emitir partículas. Cuando Hawking repitió los cálculos encontró, «para mi sorpresa y fastidio, que incluso los agujeros negros sin rotación debían, al parecer, crear y emitir partículas de manera regular». En las conferencias, Hawking proyectaba una transparencia contra la pared en la que se leía la sencilla frase: «Yo estaba equivocado».

Llegó a esta conclusión estudiando los agujeros negros desde la perspectiva de la mecánica cuántica y del principio de incertidumbre, para los que el espacio nunca está del todo vacío. Más bien está poblado por pares vagabundos de partículas «virtuales» —gemelos de materia y antimateria— que oscilan entre la existencia y la aniquilación, todo en una fracción de fracción de nanosegundo, demasiado rápido para poderse observar. Hawking propuso que si tales pares aparecieran cerca del horizonte de sucesos, la partícula de antimateria podría ser absorbida por el agujero negro, mientras la otra, poquísimo más lejos, podría pasar más allá del monstruo y caer en el universo cotidiano. La partícula parecería estar brotando del agujero negro. En cuyo caso, en palabras de Hawking, «Los agujeros negros no son tan negros».

La radiación del agujero negro no procede en realidad del agujero negro propiamente dicho sino de la capa de espacio que lo rodea. Sin embargo, la llamada radiación de Hawking tiene un peaje en el agujero negro, pues al entrar la partícula arremolinándose hacia la eternidad, como cae el agua por un sumidero, para nunca volver, su compañera viuda, que no puede aniquilarse en ausencia del socio, no tiene más remedio que convertirse en materia.

Lo cual exige energía. Esa energía tiene que proceder del agujero negro. Pero la energía, nos enseñó Einstein, no es más que otra forma de la masa, y viceversa. De manera que cuando un agujero negro da a la partícula virtual una pizca de energía, también pierde una minúscula cantidad de masa, lo cual supuestamente no puede ocurrir. El agujero negro se encoge un poco y radia más deprisa.

En último término los agujeros negros se evaporan mediante una fuerte explosión equivalente a mil millones de bombas de hidrógeno de un megatón. Esto no ocurrirá en ningún momento próximo; el agujero negro tipo tardará unos 1067 años en desvanecerse.

Hawking ha descrito este proceso de una forma aún más extravagante, basándose en la idea de que el principio de incertidumbre hace teóricamente posible que una partícula se mueva más deprisa que la luz. «Es baja la probabilidad de que se mueva durante mucha distancia a más velocidad que la luz, pero puede ir más deprisa que la luz durante el espacio suficiente, para salir del agujero negro, y luego seguir más despacio», dijo Hawking en una conferencia de 1991. Advirtió, no obstante, que esto es improbable que ocurra en los agujeros negros grandes. Incluso los  agujeros negros cuya masa equivale a la del Sol son demasiado grandes, porque las partículas tendrían que sobrepasar la velocidad de la luz durante kilómetros antes de regresar al universo ordinario.

Pero ¿qué pasa con los agujeros negros excepcionalmente pequeños? Esta es otra historia. Hawking propone la posibilidad de que cuando el universo era joven y mucho más denso que ahora se crearan los agujeros negros primordiales, bocaditos del tamaño de una montaña. Estos miniagujeros negros, artefactos de la creación, no debieron tardar mucho en evaporarse. Hawking imagina que deberían estar evaporándose precisamente ahora, desapareciendo en explosiones de rayos gamma. Los científicos, muchos de los cuales dudan de la existencia de estos monstruos en miniatura, todavía están por detectar las señales delato-ras de tales acontecimientos. Lo que no significa que no vaya a haberlas.

De manera que la idea de Hawking de que los agujeros negros no podían hacerse más pequeños quedó refutada por el descubrimiento de la radiación de Hawking, que demuestra que los agujeros negros pueden  desaparecer por completo. Algo similar ocurrió con sus ideas sobre la singularidad del principio del tiempo. Se puso a reconsiderarla. La relatividad general, es cierto, exige la existencia de singularidades; pero en el punto de la singularidad, donde se comprime la materia hasta una densidad infinita, la relatividad general quiebra. Tal vez la mecánica cuántica, que opera con la incertidumbre, pueda sostener que la singularidad del  Big Bang es algo que alguna vez ha existido.

Hawking decidió que su anterior idea de que el universo comenzó con una singularidad estaba equivocada. Tal vez el universo espacio-temporal no comenzase de ningún modo. El argumento viene a ser algo así: si nos acercamos lo bastante al principio del universo, el tiempo no existe; si el tiempo no existe, no hay un momento de la creación, no hay momento del génesis, no hay momento de ninguna clase. Sin tiempo, no hay tiempo.

Por desgracia, los mortales ordinarios tienen dificultades para pensar así. Hawking señala que en cualquier caso el universo Parecería empezar y acabar en una singularidad. («Así pues, en cierto sentido todos seguimos estando condenados», escribe Hawking.) Pero en otro sentido —un sentido sumamente conceptual que implica muchos posibles universos a la vez que un concepto matemático llamado «tiempo imaginario»— el tiempo es una especie de círculo que no tiene principio ni final. En esta propuesta «sin límites» Hawking compara, de forma característica, el universo con la Tierra. Se parta de donde se parta, nunca se acaba. Nunca empieza. De manera similar, «Preguntarse que ocurrió antes del Big Bang es como preguntarse por un punto situado un kilómetro al norte del Polo Norte —escribe Hawking—. La magnitud que medimos como tiempo tuvo un principio, pero eso no significa que el espacio-tiempo tenga un límite, lo mismo que la superficie de la Tierra no tiene ningún límite en el Polo Norte, por lo menos eso lo que se me ha dicho; personalmente yo no he estado nunca allí».

Hawking también especuló sobre universos bebé, subproductos del modelo inflacionario del universo debido a Alan Guth, según el cual durante una fugaz fracción de un instante el universo se infló desmesuradamente. Si este proceso creó pequeñas hinchazones dentro de la fábrica del espacio-tiempo, esas pequeñas colinas y valles bien pudieron crecer, inflándose en universos paralelos conectados al nuestro por agujeros de gusano, túneles cuánticos que atraviesan el espacio-tiempo. En cuyo caso nuestro universo podría ser uno entre muchos.

A lo largo de todo esto Hawking ha proseguido su trabajo a pesar del devastador deterioro físico. En 1969, dos años después de nacer el primero de sus hijos, ya no podía arreglárselas con un bastón y se vio obligado a usar silla de ruedas. Al final ha llegado a depender de los cuidados constantes de una enfermera y de estudiantes graduados que sepan interpretar todos sus vacilantes farfulleos. En 1979, al ser elegido profesor de la cátedra Lucasiana de Matemáticas de Cambridge, puesto que en su tiempo ocupó sir Isaac Newton, estampó su firma por última vez. Su discurso resultó casi incomprensible; luego, durante una traqueotomía de urgencia, en 1985, perdió por completo la facultad de hablar. Se le devolvió con un sintetizador de voz computerizado que lleva en la silla de ruedas.

Nada de esto lo ha salvado de las crisis normales que pesan sobre la carne. En 1990, en un divorcio singularmente poco aireado, se separó de su esposa Jane. Y una noche lluviosa de marzo de 1991 se equivocó al calibrar la distancia de los vehículos que se aproximaban al cruzar la calle y acabó «en la calzada, con las piernas sobre los restos de la silla de ruedas». En el accidente se rompió el brazo, se hizo un corte en la cabeza (que necesitó trece puntos) y se produjeron daños irremediables en el sistema computerizado que le permite hablar. A pesar de esto, conserva la capacidad de sonreír y continúa llevando adelante, en su trabajo intelectual si no en la vida personal, el mandato que sir Arthur Eddington dio en una conferencia, en 1928: «Les pido que miren en ambos sentidos —dijo Eddington—, pues el camino que conduce a saber algo de las estrellas pasa por el átomo; importantes conocimientos sobre el átomo se han alcanzado a través de las estrellas».

En el documental sobre Hawking dirigido por Errol Morris, la hermana de Hawking, Mary, dice: «Mi padre era muy bueno en las discusiones teológicas, de modo que todos hablábamos de teología». Esta parece ser una costumbre que Hawking no ha perdido nunca. En sus escritos Hawking vuelve repetida y ambivalentemente sobre el problema de, dicho en palabras de su hermana May, «la existencia de Dios o lo contrario». A menudo se burla de la idea. Escribe con sentido del humor sobre sus experiencias en el Vaticano, donde asistió a un congreso de cosmología en 1981: «Al final del congreso los participantes tenían concedida una audiencia con el papa. Éste nos dijo que estaba muy bien estudiar la evolución del universo después del Big Bang, pero que debiéramos investigar sobre el Big Bang en cuanto tal, porque aquel fue el momento de la creación y por lo tanto obra de Dios. Me alegré de que no supiera el tema de la conferencia que yo acababa de dar: la posibilidad de que el espacio-tiempo fuese finito pero no tuviera ninguna clase de límites, lo que significa que no tuvo principio, no existió el momento de la creación. No tenía ganas yo de compartir la suerte de Galileo».

Pero al mismo tiempo Hawking escribe que alguna vez se encontrará la teoría unificada que combine los principios de la relatividad con los de la mecánica cuántica: «A su tiempo los grandes principios serán comprensibles para todo el mundo, no sólo para unos pocos científicos. Entonces todos, los filósofos, los científicos y la gente normal y corriente, podrán tomar parte en la discusión sobre el tema de por qué existimos nosotros y el universo. Si encontramos la respuesta a esta pregunta, será el definitivo triunfo de la razón humana: pues entonces conoceremos el pensamiento de Dios».

(Sobre la Historia del Tiempo y el Espacio)

El Origen del Universo El Big Bang Teoria del Big Bang Evolucion

El Origen del Universo – El Big Bang

EL BIG BANG: Durante casi todo el transcurso de la historia de la Física y de la Astronomía modernas no hubo fundamentos adecuados, de observación y teóricos, sobre los cuales construir una historia del Universo primitivo. Desde mediados de la década del ‘60, todo esto ha cambiado.

Se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar “el modelo corriente”. Es muy similar a lo que a veces se denomina la teoría del Big Bang o “Gran explosión”, pero complementada con indicaciones mucho más específicas sobre el contenido del Universo.

Si escuchamos el silbato de un tren que se aleja rápidamente, su silbido nos parecerá más grave que si el tren estuviera quieto. El sonido parece tener una mayor longitud de onda cuando el tren se aleja. Esta situación corresponde al fenómeno señalado primeramente por Johann Doppler en 1842. De la misma manera, la luz de una fuente que se aleja es percibida como si tuviese una longitud mayor: si el color original fuera naranja, la luz se percibiría más rojiza.

Esto se llama “corrimiento hacia el rojo” y es una manifestación del efecto Doppler en las ondas luminosas. Ciertos análisis de la luz proveniente de estrellas y galaxias muestran que, en la inmensa mayoría de los casos, hay un corrimiento hacia el rojo. Esto puede explicarse suponiendo un Universo en expansión en el que cada galaxia se aleja de las otras; como si fuese el resultado de algún género de explosión.

A mediados de los años ‘60, A. Penzias y R. Wilson detectaron ondas de radio de longitudes cercanas a los 10 cm (microondas), procedentes del espacio exterior con una particularidad singular. La intensidad de estas señales era la misma independientemente de la dirección en que se situara la antena.

Por lo tanto, no podían ser adjudicadas a ninguna estrella, galaxia o cuerpo estelar en particular. Estas microondas parecían llenar todo el espacio y ser equivalentes a la radiación emitida por un cuerpo negro a 3K. Los astrofísicos teóricos comprendieron que esta “radiación cósmica de fondo de microondas” era compatible con la suposición de que en el pasado el Universo era muy denso y caliente.

En el comienzo hubo una explosión. No como las que conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula.

“Todo el espacio”, en este contexto, puede significar, o bien la totalidad de un Universo infinito, o         bien la totalidad de un Universo finito que se curva sobre sí mismo como la superficie de una esfera. Ninguna de estas posibilidades es fácil de comprender, pero esto no debe ser un obstáculo; en el Universo primitivo, importa poco que el espacio sea finito o infinito.

 EL ORIGEN DEL UNIVERSO Y DEL HOMBRE - TEORÍA DEL BIG BANG Y DE LA EVOLUCIÓN

 Representación ilustrada del Big Bang.

  TEORÍA DEL BIG BANG Y DE LA EVOLUCIÓN

Telescopio espacial Hubble (NASA). El corrimiento hacia el rojo en la composición espectral de la luz estelar
puede ser interpretado suponiendo que el Universo está en expansión.

Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura fue de unos cien mii millones (1011) de grados centígrados.

Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. En cambio, la materia separada en esta explosión consistía en diversos tipos de las llamadas partículas elementales, que son el objeto de estudio de la moderna Física nuclear de altas energías.

  un radiotelescopio para demostrar la TEORÍA DEL BIG BANG Y DE LA EVOLUCIÓN

Las microondas que se detectan con igual intensidad en cualquier dirección en que se apunte la antena, no pueden provenir de un cuerpo celeste en particular. Son propias del conjunto del Universo y hacen suponer que en el pasado éste era denso y caliente.

Un tipo de partícula presente en gran cantidad era el electrón, partícula con carga negativa que fluye por los cables transportadores de corriente eléctrica y constituye las partes exteriores de todos los átomos y moléculas del Universo actual. Otro tipo de partículas que abundaban en tiempos primitivos era el positrón, partícula de carga positiva que tiene la misma masa que el electrón.

En el Universo actual, sólo se encuentran positrones en los laboratorios de altas energías, en algunas especies de radiactividad y en los fenómenos astronómicos violentos, como los rayos cósmicos y las supernovas; pero en el Universo primitivo el número de positrones era casi exactamente igual al número de electrones.

Además de los electrones y los positrones, había cantidades similares de diversas clases de neutrinos, fantasmales partículas que carecen de masa y carga eléctrica. Finalmente, el Universo estaba lleno de fotones de luz.

Estas partículas eran generadas continuamente a partir de la energía pura, y después de una corta vida, eran aniquiladas nuevamente. Su número, parlo tanto, no estaba prefijado, sino que lo determinaba el balance entre los procesos de     creación y de aniquilamiento.

De este balance, podemos   inferir que la densidad de esta “sopa cósmica”, a una temperatura de cien mil millones de grados, era cuatro mil  millones (4. 10 a la 9) de veces mayor que la del agua. Hubo   también una pequeña contaminación de partículas más pesadas, protones y neutrones, que en el mundo actual son los constituyentes  de los núcleos atómicas.

Las proporciones eran más o menos de un protón y un neutrón por cada mil millones de electrones, positrones, neutrinos o fotones. A medida que la explosión continuaba, la temperatura fue disminuyendo, hasta llegar a los treinta mil millones (3. 10 a la 10) de grados centígrados después de undécimo de segundo, diez mil millones de grados después de un segundo y tres mil millones de grados después de unos catorce segundos.

Esta temperatura era suficientemente baja como para que los electrones y positrones comenzaran a aniquilarse más rápidamente de lo que podían ser recreados a partir de fotones y los neutrinos. La energía liberada en este aniquilamiento de materia hizo disminuir temporalmente la velocidad a la que se enfriaba el Universo, pero la temperatura continuo disminuyendo, para llegar a los 1000 millones de grados al final  de los tres primeros minutos.

Esta temperatura fue entonces suficiente para que los protones y neutrones empezaran a formar núcleos complejos, comenzando con el núcleo del hidrógeno pesado (o deuterio), que consiste en un protón y un neutrón. La densidad era aún bastante elevada (un poco menor que la del agua), de modo que estos núcleos ligeros pudieron unirse rápidamente en el núcleo más estable del helio, que consiste en dos protones y dos neutrones.

EL ORIGEN DEL UNIVERSO Y DEL HOMBRE - TEORÍA DEL BIG BANG Y DE LA EVOLUCIÓN

 Al final de los tres primeros minutos, el Universo contenía principalmente luz, neutrinos y antineutrinos. Había también una pequeña cantidad de material nuclear, formado ahora por un 73 % de hidrógeno y un 27 % de helio, aproximadamente, y por un número igualmente pequeño de electrones que habían quedado de la época del aniquilamiento entre electrones y positrones.

Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa. Mucho más tarde, después de algunos cientos de miles de años, se enfrió lo suficiente como para que los electrones se unieran a los núcleos para formar átomos de hidrógeno y de helio. El gas resultante, bajo la influencia de la gravitación, comenzaría a formar agrupamientos que finalmente se condensarían para constituir las galaxias y las estrellas del Universo actual. Pero los ingredientes con los que empezarían su vida las estrellas serian exactamente los preparados en los tres primeros minutos.

El universo en expansión: Edwin Hubble varió el concepto que la humanidad tenía del cosmos. Primero presentó un punto de vista radicalmente nuevo sobre el papel de la Tierra en el universo al demostrar que existían otras galaxias más allá de la Vía Láctea. Luego, en 1929, cinco años más tarde, Hubble provocó otra conmoción cuando publicó un artículo que confirmaba lo que había sido una teoría marginal: que el universo se expandía.

Hubble, como director del observatorio del monte Wilson de California, contaba con la ventaja de un telescopio nuevo, de 2,5 metros, el de mayor alcance del mundo. (El telescopio espacial Hubble, lanzado al espacio desde el transbordador Atlantis, llevó su nombre). A través de sus cálculos, Hubble concluyó que la velocidad aparente de alejamiento de una galaxia es directamente proporcional a la distancia de su observador.

Esta fórmula se conoce como la Ley de Hubble, uno de los fundamentos de la teoría del Big Bang del origen cósmico y una herramienta básica para determinar la edad, el tamaño y el futuro del universo. Con el tiempo, los cálculos de Hubble sobre las distancias y las velocidades han sido revisados por completo, pero sus descubrimientos fundamentales y su ley permanecen inmutables.

UN POCO DE HISTORIA:

La crónica del descubrimiento de esta gran explosión (EL BIG BANG) como fenómeno generador del Cosmos, se remonta a los primeros años de este siglo. Entonces se estaba construyendo en Monte Wilson (Los Ángeles, Estados Unidos), el telescopio más potente del mundo de esa época. Las grandes piezas de este aparato eran cargadas hasta la cima en recuas de muías.

HUMASON

Seguramente ninguno de los doctos astrónomos e ingenieros que en esos días hacían frecuentes viajes montaña arriba, sospecharon que uno de sus muleros, el joven Milton Humason, iba a jugar un papel decisivo en la historia de la ciencia, hasta el punto de cambiar la imagen que el hombre tiene del Universo en que vive.

Humason no había pasado más allá de la educación media, era un hábil jugador de cartas y un don Juan todavía más diestro. Le gustaba mascar tabaco, lanzar maldiciones y escupir; es decir, era la imagen misma de esos rudos americanos de antaño.

Pero además poseía una inteligencia superior, era vivaz y estaba animado por una curiosidad insaciable. Gracias a esas virtudes lo incorporaron a la planta estable del personal de servicio del telescopio que había ayudado a construir. Empezó como aseador y desde ahí ascendió a operador del artefacto y luego a ayudante de observación.

Un día llegó a Monte Wilson el astrónomo Edwin Hubble. Fue él quien en 1925 aportó la prueba definitiva de que el Universo está formado por galaxias. En realidad esta idea era antigua y ya en 1755 el filósofo alemán Inmanuel Kant había propuesto la teoría de universos islas.

Pero hasta antes de Hubble la idea científica más aceptada era que el Universo se reducía a nuestra galaxia. La Vía Láctea, y que más allá no había nada.

Hubble descubrió unas estrellas variables y al medir sus distancias encontró que éstas se situaban lejos de la Vía Láctea. Por lo tanto debía haber muchos otros dominios galácticos en el espacio. De esa forma Hubble se encontró con que el Universo era más vasto y complejo de lo que hasta entonces se pensaba. Pero ese no iba a ser el único descubrimiento del astrónomo.

Al llegar a Monte Wilson, Hubble hizo muy buenas migas con Humason. Ambos formaron una dupla capaz de trabajar en los mejores términos. De esa asociación iba a derivar un hallazgo escalofriante, que aumentaría el vértigo que el hombre siente cuando se asoma al Cosmos.

Hubble y Humason comenzaron a observar otras galaxias y a analizar los espectros de luz procedente de éstas. Notaron con asombro que todas las galaxias distantes presentaban el llamado “corrimiento hacia el rojo”. Comprobaron además que este fenómeno se acentuaba en la medida en que la galaxia observada estaba más alejada de la nuestra.

El dúo Hubble & Humason sabía que por el denominado efecto Doppler, el desplazamiento hacia el rojo en el espectro de una fuente luminosa indica que ésta se aleja del punto en que se encuentra el observador. Los datos observacionales indicaban, así, un fenómeno extraordinario: todas las galaxias se alejaban de la nuestra y las más distantes lo hacían cada vez con mayor velocidad.

-Pero ¿qué tiene la Vía Láctea que todas las demás galaxias huyen de ella? -se preguntaron entonces los dos investigadores. Luego repararon en que no había una maldición que afectara a la Vía Láctea y que si se pararan en cualquiera otra galaxia verían a las demás escapando. Es decir, todas y cada una de las galaxias escapan de todas las demás.

La explicación de este fenómeno era obvia y pavorosa. En algún momento el Universo entero explotó y actualmente la totalidad de las galaxias que lo forma, incluida la nuestra, se expanden como las esquirlas de una granada.

En 1965, los radioastrónomos Arno A. Penzias y Robert W. Wilson, mientras trabajaban con una poderosa antena de radio de la Bell Telephone, tratando de medir la intensidad de las ondas de radio emitidas por nuestra galaxia, hicieron otro hallazgo de enorme importancia cosmológica.

Ambos científicos descubrieron accidentalmente el llamado Fondo de radiacción cósmica de microondas, que no es otra cosa que una especie de radiación fósil que se produjo durante los primeros minutos de la gran explosión inicial. Este descubrimiento vino a afianzar la validez científica de la teoría del big bang.

Fuente Consultada:
Los tres primeros minutos del Universo. Steven Weinberg (Premio Nobel). Barcelona. Salvat, 1993.
Hechos, Sucesos que estremecen el siglo XX El Universo en Expansión Tomo N°18