Stephen W. Hawking

HISTORIA DEL

TIEMPO

Del Big Bang

a los

Agujeros Negros

Stephen Hawking

Historia del Tiempo: Del Big Bang a los Agujeros Negros Stephen Hawking

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INDICE

Indice .....................................................................................................................................2

Agradecimientos..................................................................................................................3

Prólogo..................................................................................................................................5

Introducción...........................................................................................................................7

Capítulo 1: Nuestra Imagen del Universo...........................................................................9

Capítulo 2: Espacio y Tiempo ...........................................................................................20

Capítulo 3: El Universo en Expansión ..............................................................................40

Capítulo 4: El Principio de Incertidumbre.........................................................................55

Capítulo 5: Las Partículas Elementales y las Fuerzas de la Naturaleza.......................63

Capítulo 6: Los Agujeros Negros......................................................................................77

Capítulo 7: Los Agujeros Negros No son tan Negros.....................................................93

Capítulo 8: El Origen y el Destino del Universo............................................................ 107

Capítulo 9: La Flecha del Tiempo.................................................................................. 129

Capítulo 10: Agujeros de Gusano y Viajes en el Tiempo............................................ 138

Capítulo 11: La Unificación de la Física ....................................................................... 148

Capítulo 12: Conclusión.................................................................................................. 162

Albert Einstein.................................................................................................................. 166

Galileo Galilei ................................................................................................................... 168

Isaac Newton.................................................................................................................... 170

Glosario............................................................................................................................ 172

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Este libro está dedicado a Jane

AGRADECIMIENTOS

Decidí escribir una obra de divulgación sobre el espacio y el tiempo después de

impartir en Harvard las conferencias Loeb de 1982. Ya existía una considerable

bibliografía acerca del universo primitivo y de los agujeros negros, en la que

figuraban desde libros muy buenos, como el de Steven Weinberg, Los tres primeros

minutos del universo, hasta otros muy malos, que no nombraré. Sin embargo, sentía

que ninguno de ellos se dirigía realmente a las cuestiones que me habían llevado a

investigar en cosmología y en la teoría cuántica: ¿de dónde viene el universo?

¿Cómo y por qué empezó? ¿Tendrá un final, y, en caso afirmativo, cómo será?

Estas son cuestiones de interés para todos los hombres. Pero la ciencia moderna se

ha hecho tan técnica que sólo un pequeño número de especialistas son capaces de

dominar las matemáticas utilizadas en su descripción. A pesar de ello, las ideas

básicas acerca del origen y del destino del universo pueden ser enunciadas sin

matemáticas, de tal manera que las personas sin una educación científica las

puedan entender. Esto es lo que he intentado hacer en este libro. El lector debe

juzgar si lo he conseguido.

Alguien me dijo que cada ecuación que incluyera en el libro reduciría las ventas a la

mitad. Por consiguiente, decidí no poner ninguna en absoluto. Al final, sin embargo,

sí que incluí una ecuación, la famosa ecuación de Einstein, E=mc2. Espero que esto

no asuste a la mitad de mis potenciales lectores.

Aparte de haber sido lo suficientemente desafortunado como para contraer el ALS, o

enfermedad de las neuronas motoras, he tenido suerte en casi todos los demás

aspectos. La ayuda y apoyo que he recibido de mi esposa, Jane, y de mis hijos,

Robert, Lucy y Timmy, me han hecho posible llevar una vida bastante normal y tener

éxito en mi carrera. Fui de nuevo afortunado al elegir la física teórica, porque todo

está en la mente. Así, mi enfermedad no ha constituido una seria desventaja. Mis

colegas científicos han sido, sin excepción, una gran ayuda para mí.

En la primera fase «clásica» de mi carrera, mis compañeros y colaboradores

principales fueron Roger Penrose, Robert Geroch, Brandon Carter y George Ellis.

Les estoy agradecido por la ayuda que me prestaron y por el trabajo que realizamos

juntos. Esta fase fue recogida en el libro The Large Scale Structure of Spacetime,

que Ellis y yo escribimos en 1973. Desaconsejaría a los lectores de este libro

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consultar esa obra para una mayor información: es altamente técnica y bastante

árida. Espero haber aprendido desde entonces a escribir de una manera más fácil

de entender.

En la segunda fase «cuántica» de mi trabajo, desde 1974, mis principales

colaboradores han sido Gary Gibbons, Don Page y Jim Hartle. Les debo mucho a

ellos y a mis estudiantes de investigación, que me han ayudado muchísimo, tanto en

el sentido físico como en el sentido teórico de la palabra. El haber tenido que

mantener el ritmo de mis estudiantes ha sido un gran estímulo, y ha evitado, así lo

espero, que me quedase anclado en la rutina.

Para la realización de este libro he recibido gran ayuda de Brian Whitt, uno de mis

alumnos. Contraje una neumonía en 1985, después de haber escrito el primer

borrador. Se me tuvo que realizar una operación de traqueotomía que me privó de la

capacidad de hablar, e hizo casi imposible que pudiera comunicarme. Pensé que

sería incapaz de acabarlo. Sin embargo, Brian no sólo me ayudó a revisarlo, sino

que también me enseñó a utilizar un programa de comunicaciones llamado Living

Center ('centro viviente'), donado por Walt Woltosz, de Words Plus Inc., en Sunnyvale,

California. Con él puedo escribir libros y artículos, y además hablar con la gente por

medio de un sintetizador donado por Speech Plus, también de Sunnyvale. El

sintetizador y un pequeño ordenador personal fueron instalados en mi silla de ruedas

por David Mason. Este sistema le ha dado la vuelta a la situación: de hecho, me

puedo comunicar mejor ahora que antes de perder la voz.

He recibido múltiples sugerencias sobre cómo mejorar el libro, aportadas por gran

cantidad de personas que habían leído versiones preliminares. En particular, de

Peter Guzzardi, mi editor en Bantam Books, quien me envió abundantes páginas de

comentarios y preguntas acerca de puntos que él creía que no habían sido

explicados adecuadamente. Debo admitir que me irrité bastante cuando recibí su

extensa lista de cosas que debían ser cambiadas, pero él tenía razón. Estoy seguro

de que este libro ha mejorado mucho gracias a que me hizo trabajar sin descanso.

Estoy muy agradecido a mis ayudantes, Colin Williams, David Thomas y Raymond

Lafiamme; a mis secretarias Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington y Sue Masey; y

a mi equipo de enfermeras. Nada de esto hubiera sido posible sin la ayuda

económica, para mi investigación y los gastos médicos, recibida de Gonville and

Caius College, el Science and Engineeering Research Council, y las fundaciones

Leverhulme, MeArthur, Nufield y Ralph Smith. Mi sincera gratitud a todos ellos.

Stephen Hawking

20 de Octubre de 1987.

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Prólogo1

Yo no escribí un prólogo a la edición original de Historia del Tiempo. Eso fue hecho

por Carl Sagan. En cambio, escribí un pedazo corto titulado "Reconocimientos" en la

que me aconsejaron que agradeciera a todos. Algunas de las fundaciones que me

habían dado apoyo no estuvieron muy agradecidos de haber sido mencionados, sin

embargo, también porque llevó a un gran aumento en aplicaciones.

Yo pienso que nadie, mis publicadores, mi agente, o yo, esperó que el libro hiciera

algo como lo que hizo. Estuvo en la lista de best-seller del London Sunday Times

durante 237 semanas, más que cualquier otro libro (al parecer, no se cuentan la

Biblia y Shakespeare). Se ha traducido en algo así como cuarenta idiomas y ha

vendido aproximadamente una copia para cada 750 hombres, mujeres, y niños en el

mundo. Como Nathan Myhrvold de Microsoft (un anterior editor mío) comentó:

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