Las claves para entender la última teoría de Hawking sobre el Universo.

El físico Stephen Hawking, durante su conferencia en el Festival Starmus que se celebró en Tenerife (Afp).

por Elsa Velasco /La Vanguardia.

Publicada la teoría final de Hawking: hay varios universos pero su número es finito. Sostiene que el nuestro es uno más entre un conjunto de universos finitos y homogéneos.

Stephen Hawking desarrolló durante los meses previos a su muerte una nueva teoría sobre el universo, junto a su compañero Thomas Hertog, que publicó ayer la revista Journal of High Energy Physics . Estas son algunas claves para entenderla.

¿Qué sostiene la última teoría de Hawking sobre el universo?

Que nuestro universo forma parte de un conjunto de universos finitos y similares entre ellos, conocido como multiverso.

¿Qué es el multiverso?

Aquello a lo que comúnmente llamamos universo es en realidad solo la pequeña parte que alcanzamos a observar. “El universo en realidad es mucho más grande de lo que vemos, una región de algo mucho más grande”, explica en entrevista telefónica Carlos Sopuerta, investigador del Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC). “Por llamarlo de alguna manera, a ese algo más grande lo llamamos multiverso”.

En el multiverso que proponen Hawking y Hertog habría otras regiones similares a nuestro universo observable, pero no tenemos forma de acceder a ellas, porque nunca han interaccionado con nuestro universo, señala Sopuerta.

¿En qué se diferencia la teoría de Hawking y Hertog de otros modelos sobre el universo?

Según teorías anteriores, basadas en un concepto llamado inflación eterna, habría multitud de universos infinitos que existirían como remansos dentro de un multiverso en constante inflación. Estos universos tendrían características totalmente diferentes, donde las leyes de la física podrían funcionar de formas muy distintas y donde no tendrían por qué existir las mismas estructuras de materia que conocemos. “En nuestro universo dio la casualidad de que se dieron las condiciones adecuadas para que se formasen galaxias, planetas y seres vivos”, apunta Sopuerta.

Sin embargo, los universos que predice la teoría de Hawking y Hertog son finitos y más similares de lo que proponían estas teorías anteriores.

Pie: Los cosmólogos Thomas Hertog y Stephen Hawking, en Cambridge. Crédito: Thomas Hertog
En la foro: Los cosmólogos Thomas Hertog y Stephen Hawking, en Cambridge.

¿Qué es la inflación eterna?

Según la teoría del big bang, en sus inicios nuestro universo experimentó una fase de expansión acelerada, en la que se pasó de escalas subatómicas –el mundo cuántico, el de las partículas que forman los átomos– a escalas cósmicas –el mundo de los planetas, las estrellas y las galaxias–, explica Carlos Sopuerta. En algún punto la inflación terminó y la expansión del universo que observamos se frenó. Pero el modelo predice que en realidad deben existir regiones en inflación eterna; nuestro universo observable, por tanto, no sería más que un remanso de paz en la inflación del universo, según informa en un comunicado publicado ayer la Universidad de Cambridge (Reino Unido), donde trabajaba Stephen Hawking.

¿Cómo surgió la nueva teoría?

Surgió al combinar la teoría de cuerdas con la noción del multiverso. Se trata de un modelo matemático de gran complejidad.

¿Qué es la teoría de cuerdas?

Se trata de una teoría que sostiene que toda la realidad no está compuesta de partículas, sino de lo que los físicos llaman cuerdas, unos componentes que pueden vibrar con distintas frecuencias. “Las diferentes partículas que observamos no son más que modos de vibración de las cuerdas”, aclara Sopuerta. En función de la frecuencia a la que vibran, producirían uno u otro tipo de partículas: quarks o electrones, por ejemplo.

La potencia de la teoría de cuerdas recae en que ha logrado integrar la física cuántica y la teoría de la gravedad, dos teorías sobre la realidad que parecen irreconciliables. “Sin embargo, matemáticamente es muy compleja”, puntualiza Carlos Sopuerta. “Se ha avanzado mucho, pero su complejidad hace que sea muy difícil aplicarla a casos reales, como el universo o los agujeros negros. Requiere mucho más desarrollo”, añade.

¿Cómo se puede comprobar si la teoría de Hawking y Hertog es cierta?

Según los dos físicos, el modelo permite hacer predicciones sobre fenómenos que se podrían llegar a observar en nuestro universo. En concreto, sobre las ondas gravitacionales. Sin embargo, “todavía no sabemos si ese efecto es medible con las capacidades tecnológicas de hoy en día y haría falta que el propio Hertog u otros físicos profundizasen en este modelo para hacer cálculos cuantitativos y predicciones que podamos observar”, matiza Sopuerta.

¿Qué son las ondas gravitacionales?

Son ondulaciones del propio espacio-tiempo, que se generan cuando lo deforma la gravedad. Teóricamente todo cuerpo que ejerza una fuerza de gravedad las produce, pero alcanzan niveles mucho mayores –y potencialmente detectables– cuando se producen fenómenos de altas energías o cuando se mueven cuerpos muy densos, como agujeros negros, a gran velocidad.

La inflación al comienzo de nuestro universo habría dejado una huella de ondas gravitacionales con las que se podría verificar la teoría de Hawking y Hertog. Sin embargo, serían de una frecuencia muy baja, fuera del rango de los detectores existentes actualmente, LIGO y Virgo. Según el comunicado de la Universidad de Cambridge, quizá el nuevo detector LISA que la Agencia Espacial Europea (ESA) planea construir en el espacio, podría llegar a detectarlas.

Por otra parte, estas ondas gravitacionales podrían haber dejado una huella en la radiación de fondo de microondas, que se puede observar con mayor facilidad, aunque dicha huella todavía no se ha detectado.

¿Qué es la radiación de fondo de microondas?

Es una radiación que llega de todas las direcciones de nuestro universo. Corresponde a tan solo 400.000 años después del big bang, es decir, hace unos 13.400 millones de años. Fue justo cuando la temperatura de nuestro universo descendió lo suficiente como para que las partículas se pudieran combinar y formar átomos.

¿Es la teoría definitiva sobre el universo?

No. “Es un modelo más. Mañana saldrá otro, y pasado mañana otro. Hasta que no tengamos predicciones concretas y podamos hacer medidas con la precisión necesaria, no podremos saber cuál es correcto”, precisa Carlos Sopuerta. “Este artículo de Hawking no pretende ser un legado. No lo consideraría la última palabra que tenía Hawking sobre el universo. Es un artículo más a partir del que seguir trabajando”.

03/05/2018.

Fuente: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180503/443210425461/stephen-hawking-ultima-teoria-universo-claves.html


Anexo [Editor CT]:

¿Cómo logró Stephen Hawking vivir décadas con una enfermedad que mata en pocos años

por Roció Pérez Benavente | Agencia Sinc / La Vanguardia.

El físico teórico desafió las predicciones de esperanza de vida para la esclerosis lateral amiotrófica desde su diagnóstico a los 21 años hasta su muerte a los 76.

Contaba Stephen Hawking que cuando estaba en su tercer año de universidad, en Oxford, se dio cuenta de que se estaba volviendo más torpe: “Me tropecé y me caí dos o tres veces sin motivo alguno”. ¿Le daría usted importancia a algo así? Seguramente, no mucha. Él tampoco se la dio, pero su padre sí, y le llevó a un especialista. Le ingresaron durante dos semanas y le sometieron a varias pruebas.

“Después de todo aquello no me dijeron qué tenía, excepto que no era esclerosis múltiple y que yo era un caso atípico. Entendí, sin embargo, que esperaban que siguiese empeorando y que no había nada que pudiesen hacer, excepto administrarme vitaminas. Se notaba que no esperaban que eso tuviese demasiado efecto. No quise pedir más detalles porque obviamente eran graves”, relataba el astrofísico en un texto publicado en Annals of Neurosciences.

Stephen Hawking en su primera boda con la escritora Jane Wilde
Stephen Hawking en su primera boda con la escritora Jane Wilde (Archivo)

Los detalles correspondían a las siglas ELA, esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad degenerativa que destruye las neuronas motoras. Hawking fue diagnosticado a los 21 años y avisado de que la esperanza de vida media de las personas con ELA es de entre cuatro y cinco años. Difícilmente superaría los 25 años y pocas probabilidades había de que llegase a los 27.

Pero lo hizo. Hawking llego a los 27 y los sobrepasó. Ha fallecido este 14 de marzo tras cumplir 76 años el pasado mes de enero y habiendo dejado atrás no solo todas las previsiones sino también varias crisis de salud que estuvieron a punto de costarle la vida en distintas ocasiones.

¿Cómo lo hizo? ¿Cómo pudo Hawking superar en casi 50 años las previsiones más optimistas sobre su esperanza de vida?

La ELA comienza de distintas formas

Para responder a esa pregunta hay que entender un poco más sobre el sistema motor y la ELA. En el cuerpo humano, cada músculo está controlado por neuronas motoras que se encuentran en el lóbulo frontal del cerebro (neuronas motoras superiores) y que están conectadas con otras situadas en diversas zonas del cerebro y con las neuronas motoras inferiores que residen en la médula espinal.Maite Solas, vicepresidenta de FUNDELA y profesora de biología celular de la Universidad Complutense de Madrid, explica a Sinc que aunque hablemos de la ELA en singular, de hecho hay distintos tipos de ELA.

“Existe la que llamamos espinal, que afecta principalmente a las neuronas motoras superiores y que empieza afectando a las extremidades. Las personas que la padecen se dan cuenta porque se tropiezan o porque un día no consiguen meter la llave de casa en la cerradura. Y existe otra que llamamos bulbar, que afecta primero a las neuronas motoras inferiores y que se manifiesta principalmente en el sistema respiratorio o por problemas para tragar o para hablar”.

Stephen Hawking (centro), junto a los actores británicos Felicity Jones (de pie-izda) y Eddie Redmayne (de pie-dcha), y su exmujer, Jane Wilde Hawking (de pie-centro), acude a la presentación de la película ‘La Teoría del Todo’ basada en la vida del propio Hawking, en Londres, Reino Unido, 9 de diciembre de 2014 . (Facundo Arrizabalaga / EFE).

Cuando ELA comienza por la médula espinal y avanza despacio, tarda mucho en afectar a los músculos necesarios para sobrevivir, como en el caso de Hawking

En ambos casos, la enfermedad avanza de forma que finalmente todos los músculos del cuerpo se ven afectados. De hecho, la ELA no daña directamente ningún órgano vital, pero sí el diafragma, que nos ayuda a respirar, y los músculos de la garganta, sin los que no podemos tragar o respirar. Según un estudio, las causas de muerte habituales de los enfermos de ELA son o bien la asfixia, o bien un debilitamiento relacionado con la desnutrición y la deshidratación que les impide hacer frente a infecciones como la neumonía.

Por eso en algunos casos, cuando ELA comienza por las neuronas de la médula espinal y avanza despacio, tardando mucho en afectar a los músculos necesarios para la supervivencia, el paciente puede vivir más tiempo, que es uno de los motivos de la admirada longevidad de Hawking.

Dicho esto, hay muchas otras cosas que no se saben sobre la ELA, y entre ellas está su causa, el mecanismo por el que progrese y qué influye en la velocidad de ese avance. “Sabemos que la edad media de supervivencia del paciente desde el diagnóstico son entre cuatro y cinco años, y que la edad más común del desarrollo y diagnóstico de la enfermedad es la década de los 60. Pero hay pacientes que viven más años y otros que viven menos, y no sabemos por qué”, reconoce Solas a Sinc.

En una conferencia en la Universitat Autónoma de Barcelona (UAB),
En una conferencia en la Universitat Autónoma de Barcelona (UAB), (Salvador Sansuán)

La juventud juega a favor

El caso de Hawking es muy excepcional y la mayoría de los neurólogos están de acuerdo en este punto. “Lo excepcional no es solo la cantidad de tiempo, sino que la enfermedad parece haberse desgastado y parece estar relativamente estable”, declaraba Nigel Leigh, profesor de neurología clínica del King College de Londres en un artículo publicado en BMJ en 2002.

Es verdad que la salud de Stephen Hawking, aunque se deteriorase poco a poco ante los ojos de todo el mundo, pocas veces ocupó titulares a causa de un empeoramiento brusco. Ocurrió en 2009 por última vez: tras encontrarse indispuesto durante un par de semanas, el 21 de abril fue trasladado en ambulancia al hospital porque se encontraba “muy enfermo”. Parecía que la noticia de su muerte estaba al caer, pero se recuperó de nuevo y no había vuelto a sufrir otra crisis hasta el momento de su fallecimiento.

Cuanto más jóvenes son los enfermos, más despacio avanza la enfermedad

“Es excepcional, sí, pero no único”, señala Solas a Sinc, que cuenta que hay algunos casos, muy pocos, en los que el paciente puede sobrevivir varias décadas. La edad de los pacientes en el momento de manifestarse la enfermedad parece ser la clave: cuanto más jóvenes son, más despacio parece avanzar la enfermedad. Esto también encaja con el caso de Hawking, que fue diagnosticado muy joven.

Los cuidados y la investigación

En una conferencia en la Universitat Autónoma de Barcelona (UAB),
En una conferencia en la Universitat Autónoma de Barcelona (UAB), (Salvador Sansuán).

Como parte de su tratamiento cotidiano Hawking complementaba su dieta con vitaminas y minerales: zinc, ácido fólico, aceite de hígado, vitamina B, vitamina C y vitamina E. Además, seguía una dieta sin gluten, sin aceites vegetales y sin comida precocinada. Recibía fisioterapia pasiva para el pecho y fisioterapia pasiva y activa para los miembros y grupos musculares.

“Los cuidados y la terapia no van a detener la enfermedad, pero son fundamentales para que los pacientes tengan una mayor calidad de vida: mantienen y mejoran su estado físico más tiempo, les ayuda a subir la autoestima y el ánimo”, explica Solas a Sinc, señalando que la ELA es una enfermedad especialmente cruel porque “las capacidades mentales nunca se pierden: el paciente es consciente de todo lo que le ocurre mientras se va quedando atrapado en su propio cuerpo”. Solas denuncia que en España muchas unidades clínicas de ELA no cuentan con los recursos necesarios para atenderles: “Les han llegado a retirar la fisioterapia porque decían que no iban a mejorar”.

Neurólogos, enfermeros, fisioterapeutas, psicólogos, asistentes sociales, cuidados paliativos, ayuda técnica y recursos económicos son necesarios “porque esta es una enfermedad muy cara”, apunta Solas.

Los enfermos de ELA necesitan atención especializada, pero también investigación básica que desvele qué desencadena esta enfermedad, por qué a veces es una asesina rápida y otras veces se toma su tiempo, y qué podemos hacer para detenerla.

Los cuidados y la terapia no detienen la enfermedad, pero son fundamentales para mejorar la calidad de vida

Por ahora, una de las principales líneas de investigación es la genética: se busca averiguar qué mutaciones están relacionadas con la ELA para avanzar en un diagnóstico precoz e incluso en métodos que permitan evitar a los portadores de esas mutaciones que sus descendientes las hereden.

El proyecto MINE, que trabaja en esta cuestión, pretende analizar al menos 15.000 perfiles de pacientes de ELA y otros 7.500 de personas sanas que sirvan como control, de forma que comparándolos se puedan localizar las alteraciones genéticas que comparten los enfermos y que no tienen los demás, señalando el primer paso del camino hacia la solución del enigma que es todavía hoy la ELA.

Fuente: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180315/441542700175/stephen-hawking-como-sobrevive-ela.html

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