Breve historia del tiempo

También conocido como Breve historia del tiempo o Historia del tiempo: Del Big Bang a los agujeros negros, “Historia del Tiempo” es uno de los libros del escritor y físico británico Stephen Hawking, su contenido se encuentra orientado a explicar temas como el Big Bang, los conos de luz, matemáticas complejas, la teoría de supercuerdas y los agujeros negros a un público no especializado, de tal forma que permite tener una perspectiva general en dichos temas. El libro se compone por 11 capítulos, incluyendo nuestra imagen del universo, espacio y tiempo, el universo en expansión, el principio de incertidumbre, las partículas elementales y las fuerzas de la naturaleza, los agujeros negros, los agujeros negros no son tan negros, el origen y el destino del universo, la flecha del tiempo, la unificación de la física y una conclusión reflexionando sobre grandes científicos así como también sobre contradicciones, paradojas y enigmas de la ciencia.

Breve historia del tiempo o

Historia del tiempo

La naturaleza del tiempo

¿Cuál es la naturaleza del tiempo? ¿Hubo un principioo habrá un final en el tiempo? ¿Es infinito el universo otiene límites? A partir de estas preguntas, StephenHawking revisa las grandes teorías cosmológicas,desdeAristóteleshasta nuestros días, así comomuchos enigmas, paradojas y contradicciones que seplantean como retos para lacienciaactual.Hawking considera que los avances recientes de lafísica, gracias a las fantásticas nuevas tecnologías,sugieren respuestas a algunas de estas preguntas quedesde hace tiempo nos preocupan.

Capítulo 2 “Espacio y teimpo”

Trata de las teorías del movimiento de Newton, del espacio absoluto,del tiempo absoluto, de cómo la teoría de la relatividad acabó con elconcepto del tiempo absoluto, de la teoría de la relatividad especial ycómo resulta inconsistente con la teoría de la gravitación de Newtony de la teoría de la relatividad general de Einstein.Espacio y tiempo"La tradición aristotélica también mantenía que se podrían deducir todas las leyes que gobiernan el universo por medio del pensamiento puro: no era necesario comprobarlas por medio de la observación"(Hawking, 35). A lo que cabría observar que, curiosamente, lamatematización de la física parece llevar a un nuevo aristotelismo...en el que la estructura del universo, si bien se contrasta con laobservación, es tan cambiante o relativa como las matemáticas quelo describen… puesto que es la teoría laque da estructura y sentido alos datos de observación.Narra Hawking cómo la física aristotélicareposaba sobre la creenciaerrónea de que un cuerpo tiende a estar enreposo si no se le aplica unafuerza—lo cual era una extrapolaciónerrónea de ciertas apariencias localesen nuestro campo gravitatorio.La física moderna comienza cuando Galileodemuestra que lasfuerzascambian la velocidad de un cuerpo,en lugar de simplemente ponerlo en movimiento. No existe unestado de reposo absoluto, es decir, "que no se puede asociar una posición absoluta en el espacio con un suceso, como Aristóteleshabía creído" (39).En Newton se ve la esquizofrenia de creer en undios absoluto (uno de cuyos atributos es el espacio absoluto) que esirreconciliable con su teoría.5Sobre Mead, ver mi traducción y comentario de La Filosofía del Presente.

Roemer había demostrado que la luz viaja auna velocidad, yMaxwell (1865) estableció la velocidad fija de las ondasde luz yradio. Quedaba el tiempo absoluto, y el etéreo éter como últimaversión del espacio absoluto, pero en 1905 Einstein (y Poincaré)"señaló que la idea del éter era totalmente innecesaria, con tal que seestuviera dispuesto a abandonar la idea de un tiempo absoluto" (43) —y se abre así una nueva era para la física con la teoría de larelatividad, cuyo postulado fundamental era "que las leyes de laciencia deberían ser las mismas para todos los observadores enmovimiento independientemente de cuál fuera su velocidad" (43).Desde entonces, "Debemos aceptar que el tiempo no estácompletamente separado e independiente del espacio, sino que por elcontrario se combina con él para formar un objeto llamado espacio-tiempo"(47).(Lo cual no quita para que, con los pies en el suelo,sigamos midiendo el espacio en metros, o palmos, y el tiempo ensegundos—con palmos es ms difícil. Es decir, que el lugar apropiado para tales teorías es la física teóricay sus aplicacionesespecializadas)."Un suceso es algo que ocurre en un punto particular del espacio y en un instante específico de tiempo. Por ello, se puededescribir por medio de cuatro números o coordenadas. La eleccióndel sistema de cooredenadas es de nuevo arbitraria; uno puede usar tres coordenadas espaciales cualesquiera bien definidas y unamedida del tiempo. En relatividad, no existe una distinción real entrelas coordenadas espaciales y la temporal, exactamente como no hayninguna diferencia real entre dos coordenadas espacialescualesquiera." (48).Pero no se asusten los físicos clásicos, ni se precipiten los humanistas, sinomás bien relativicen: así, engravedad,

Capítulo 1 NUESTRA IMAGEN DEL UNIVERSO

Aristóteles, en su libro De los Cielos estableció dos argumentos para creer que la Tierra era redonda: La sombra de la Tierra sobre la luna (en los eclipses lunares) era siempre redonda y la estrella polar aparecía más baja vista desde el sur que desde regiones más al norte. Aristóteles incluso estimó que la distancia alrededor de la Tierra era de 400.000 estadios (hacia el doble del Ecuador correcto).

Aristóteles creía que la Tierra era estacionaria. Esta idea fue ampliada por Ptolomeo en el siglo II d.C. hasta construir un modelo cosmológico completo. La Tierra permaneció en el centro, rodeada por ocho esferas. La esfera más externa transportaba a las llamadas estrellas fijas.

Nicolás Copérnico, hacia 1514, propuso un modelo más simple. Su idea era que el sol estaba estacionario en el centro y que la Tierra y los planetas se movían en órbitas circulares a su alrededor. Casi un siglo después Kepler y Galileo empezaron a apoyar públicamente la teoría copernicana. En 1609 Galileo empezó a observar el cielo nocturno con un telescopio que acababa de inventar. El planeta Júpiter estaba acompañado por varios pequeños satélites o lunas que giraban a su alrededor. Esto implicaba que no todo tenía que girar directamente alrededor de la Tierra. Figura 1a1

Johannes Kepler había modificado la teoría de Copérnico, sugiriendo que los planetas no se movían en círculo, sino en elipses. Las predicciones se ajustaban ahora finalmente a las observaciones.

Las órbitas elípticas constituían una hipótesis bastante desagradable. Kepler no pudo reconciliarlas con su idea de que los planetas estaban concebidos para girar alrededor del Sol atraídos por fuerzas magnéticas. Hacia 1687 Isaac Newton en Pilosophíae Naturalis Principia Mathemática postuló una ley de la gravitación universal, según la cual cada cuerpo en el universo era atraído por cualquier otro cuerpo con una fuerza que era tanto mayor cuanto más masivos fueran los cuerpos y cuanto más cerca estuvieran el uno del otro.

Llegó a ser natural suponer que las estrellas fijas eran objetos como nuestro Sol pero mucho más lejanas.

Newton comprendió que las estrellas deberían atraerse unas a otras; no parecía posible que pudieran permanecer esencialmente en reposo. ¿No llegaría un determinado momento en el que todas ellas se aglutinarían?. En 1691 Newton argumentaba que esto verdaderamente sucedería si solo hubiera un número finito de estrellas; si, por el contrario, hubiera un número infinito de estrellas sobre un espacio infinito, ello no sucedería, porque no habría ningún punto central donde aglutinarse.

En un universo infinito, cada punto puede ser considerado como el centro. La aproximación correcta, es considerar primero una situación finita, en la que las estrellas tenderían a aglutinarse. Podemos añadir tantas estrellas como queramos, que a pesar de ello las estrellas originales seguirán juntándose indefinidamente. Esto nos asegura que es imposible tener un modelo estático e infinito del universo, en el que la gravedad sea siempre atractiva.

En el pensamiento anterior al siglo XX nadie había sugerido que el universo se estuviera expandiendo o contrayendo. Por el contrario, se intentó modificar la teoría, suponiendo que la fuerza gravitacional fuese repulsiva a distancias muy grandes. Hoy en día creemos que tal equilibrio sería inestable: si las estrellas en alguna región se acercaran sólo ligeramente unas a otras, una vez que empezaran a aglutinarse, lo seguirían haciendo. Por el contrario, si las estrellas empezaran a separarse tan sólo un poco, el dominio de las fuerzas repulsivas las alejarían indefinidamente.

Otra objeción a un universo estático e infinito es atribuida a Heinrich Olbers hacia 1923. En tal universo, todo el campo de nuestra visión estaría cubierto de estrellas, que podrían no verse por culpa de la materia intermedia; pero al cabo de un tiempo ésta se habría calentado tanto que brillaría a nuestros ojos como una estrella. la única manera de evitar la conclusión de que todo el cielo nocturno debería ser tan brillante como la superficie del sol sería suponer que las estrellas no han estado iluminando desde siempre, sino que se encendieron en un determinado instante pasado finito.

De acuerdo con distintas cosmologías primitivas y con la tradición judeo-cristiana-musulmana, el universo comenzó en cierto tiempo pasado finito, y no muy distante. Parecía necesaria una "Causa Primera" (dentro del universo, uno siempre explica un acontecimiento como causado por algún

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