Resumen del libro una breve historia del tiempo

La vida es agitada. Si quieres algunos consejos para tu vida, te invitamos a leer el libro, una breve historia del tiempo. Empecemos con nuestro resumen.

Sinopsis del libro una breve historia del tiempo

Una breve historia del tiempo es un resumen escueto de los orígenes y la naturaleza de nuestro universo. Stephen Hawking guía a los lectores a través de la evolución de su conocimiento científico.

Empieza con la ley de la gravedad de Newton en la década de 1600 hasta las teorías modernas sobre el inicio del universo. Este libro es una guía clara y comprensible del universo. Desde los agujeros negros a los viajes en el tiempo, Stephen Hawking explica algunos de los misterios más esenciales de nuestro universo.

El punto de vista de Stephen Hawking

Stephen Hawking fue considerado como uno de los físicos teóricos más brillantes de la historia. Su trabajo sobre los orígenes y la estructura del universo, desde el Big Bang hasta los agujeros negros, ha revolucionado el campo.

Hawking nació en Oxford en el seno de una familia de médicos. Comenzó sus estudios universitarios en la University College de Oxford en octubre de 1959. Se graduó con un título de primera en física (BA (Hons.)). Luego, Hawking comenzó sus estudios de posgrado en Trinity Hall, Cambridge, en octubre de 1962.

Obtuvo su doctorado en matemáticas aplicadas y física teórica, con una especialización en relatividad general y cosmología, en marzo de 1966. Profesor de Matemáticas Lucasianas en Cambridge. Universidad entre 1979 y 2009. A los 21 años, mientras estudiaba cosmología en la Universidad de Cambridge, le diagnosticaron esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Parte de su historia de vida se retrató en la película The Theory of Everything (2014).

Las teorías del pasado pueden predecir el futuro

Stephen Hawking explica a los lectores que una teoría es un modelo que explica con precisión las observaciones realizadas en nuestro entorno. Las teorías más aceptadas están apoyadas por resultados consistentes de múltiples experimentos.

Estas teorías explican cómo y por qué ocurren las cosas en nuestro entorno. Hawking sugiere dos ventajas asociadas al desarrollo de teorías:

1. Las teorías proporcionan una base para que los científicos hagan predicciones sobre eventos futuros. Hawking pone el ejemplo de la teoría de la gravedad de Newton. Esta teoría ha permitido a los científicos predecir los futuros movimientos de los planetas.
2. Las teorías nunca se consolidan por completo. Esto significa que pueden mejorarse continuamente a medida que aparecen nuevas pruebas. Esa naturaleza refutable es crucial para el desarrollo de nuestro conocimiento.

Las teorías científicas nos permiten deducir la naturaleza de nuestro futuro universo. Sin embargo, están en constante evolución y cada vez son más precisas a la hora de predecir el futuro.

La teoría de la gravedad de Newton cambió nuestra comprensión significativamente

La teoría de la gravedad de Newton fue revolucionaria. En 1600, la gente creía que los objetos estaban naturalmente en reposo absoluto. Por tanto, sin ninguna acción, el objeto permanecería inmóvil.

Newton revirtió esa idea sugiriendo que todos los objetos del universo están en constante movimiento. Esta teoría fue apoyada por la observación de Newton de los planetas que se mueven continuamente entre sí.

Tres leyes de Newton

A partir de los descubrimientos, desarrolló tres leyes:

1. Todos los objetos siguen moviéndose en línea recta si no están sometidos a otra fuerza.
2. Un objeto acelera a una velocidad proporcional a la fuerza que actúa. Además, cuanto mayor es la masa de un objeto, menos una fuerza afecta a su movimiento.
3. Todos los cuerpos del universo atraen a otros cuerpos con una fuerza proporcional a la masa de cada objeto.

La velocidad de la luz desafía la teoría de Newton

Como estamos en constante movimiento respecto a otros objetos, Newton describió la velocidad como relativa a otros objetos. Sin embargo, Hawking explica que nuestra comprensión de la velocidad de la luz ha desafiado a esta parte de la teoría de Newton.

La velocidad de la luz debe ser siempre una constante en lugar de relativa. Todavía son 186.000 millas por segundo. La solución a este defecto de la teoría de Newton fue resuelta a principios del siglo XX por Albert Einstein. Precisamente, la teoría de la relatividad de Einstein.

El tiempo no está fijado

La teoría de la relatividad se basa en la teoría de la gravedad de Newton teniendo en cuenta que la velocidad de la luz es una constante. Einstein sugirió que las leyes de la ciencia son las mismas para todos los observadores que se mueven libremente.

Esto explica la constancia de la velocidad de la luz. Sea cual sea la velocidad de un observador en movimiento libre, la velocidad de la luz será la misma. El razonamiento de este principio es que el tiempo es más que fijo.

Hawking utiliza una analogía para explicar este punto. Imagina que se emite un flash de luz hacia dos observadores. Uno de estos observadores se mueve hacia la luz mientras que el otro se mueve más rápido en sentido contrario. La velocidad de la luz sigue siendo la misma para cada observador por ser constante.

Sin embargo, el tiempo viene determinado por la distancia recorrida dividida por la velocidad. Por ende, los dos observadores perciben la luz emitida en diferentes momentos.

Es importante destacar que esto significa que ningún observador se equivocará en su grabación de cuándo se emitió la luz por primera vez. Por el contrario, el tiempo será relativo y único para cada uno de los observadores.

El estado cuántico nos ayuda a medir partículas

Toda la materia está formada por partículas. Por tanto, para entender mejor el universo, debemos entender las partículas, incluido su comportamiento y su velocidad. Sin embargo, las partículas son especialmente difíciles de medir, explica Hawking.

Cuanto más precisamente intentes medir la posición de una partícula, más incierta será su velocidad. De la misma forma, cuanto más precisamente se intenta medir su velocidad, menos específica será la posición de la partícula. Este fenómeno fue descubierto en la década de 1920 y se llama principio de incertidumbre.

Para superar las limitaciones de la medida de partículas, los científicos empezaron a medir el estado cuántico de las partículas. El estado cuántico combina muchas posiciones y velocidades posibles de una partícula. Por tanto, actualmente es imposible para un científico observar la posición y la velocidad exactas de una partícula.

En lugar de eso, los científicos deben buscar todos los sitios donde podría estar y averiguar cuál de estos sitios es más probable. Para ello, los científicos deben observar las partículas como si fueran ondas.

La variedad de posiciones en las que puede aparecer una partícula puede representarse con lo que parece una onda continua y oscilante. Las posiciones más probables de la partícula son donde los arcos y canales se ajustan entre sí.

Los objetos masivos que doblan el espacio-tiempo causan gravedad

Hawking explica que la gravedad de los objetos masivos hace que el espacio-tiempo se doble. Además, grandes masas como nuestro sol alteran el espacio-tiempo. Imagine el espacio-tiempo como una manta estirada y sujeta al aire. Si colocas un objeto en medio de la cubierta, se dobla y el objeto se hunde.

Una vez producida esta curva, otros objetos siguen estas curvas en el espacio-tiempo. Hawking explica que esto se debe a que un objeto siempre toma el camino más corto entre dos puntos. Para los objetos más grandes, ésta es una órbita circular.

El espacio-tiempo es la cuarta dimensión de nuestro mundo. Los físicos utilizan el espacio-tiempo para describir eventos en el universo. Para estos científicos, un evento se produce en una posición determinada en el espacio y el tiempo. Los científicos deben considerar el tiempo porque la teoría de la relatividad afirma que el tiempo es relativo.

Por tanto, es un factor esencial para describir la naturaleza de un acontecimiento. De forma decisiva, nuestra comprensión del espacio-tiempo nos permitió desarrollar la teoría de la gravedad.

Las estrellas colapsadas pueden producir agujeros negros

Las estrellas necesitan grandes cantidades de energía para producir calor y luz. Además, dado que a menudo tienen una larga vida útil, esta cantidad se acumula. Una vez agotada esta energía, la estrella muere.

Hawking explica por qué la muerte de estrellas gigantes puede producir agujeros negros. Los agujeros negros se crean a partir de estos eventos porque la atracción gravitatoria de estrellas masivas es muy fuerte. Las estrellas utilizan su energía para evitar colapsarse debido a la fuerte atracción gravitatoria.

Sin embargo, una vez que a la estrella se le agota la energía, comienza a colapsarse sobre sí misma. Toda la materia circundante es arrastrada hacia adentro, hasta un punto esférico infinitamente denso llamado singularidad. Esta singularidad es lo que llamamos agujero negro.

La atracción de un agujero negro es tan fuerte que la luz se inclina a lo largo de él. Además, su fuerte atracción gravitatoria evita que cualquier cosa que atraviese un límite particular a su alrededor vuelva a escapar.

Hawking señala que este punto de no retorno se llama horizonte de eventos. La luz es lo que se mueve más rápidamente en el universo. Sin embargo, ni siquiera la luz puede escapar de los agujeros negros. Dado que la luz no puede escapar de los agujeros negros, esto supone un dilema para observarlos. Sin embargo, los científicos están investigando los efectos gravitatorios sobre el universo y los rayos X producidos cuando el agujero negro absorbe y rasga la materia.

El tiempo sólo puede avanzar

En Breve historia del tiempo, Hawking explica que la expansión del universo permite que el tiempo avance. Sin embargo, varios científicos no han renunciado a la posibilidad de que el universo empiece a contraerse y el tiempo empiece a retroceder. Sin embargo, Hawking dice que hay varios indicadores fuertes que sugieren que el tiempo sólo puede avanzar.

Las flechas del tiempo

La segunda ley de la termodinámica se llama entropía. La entropía sugiere que el desorden tiende a aumentar con el tiempo. Por lo general, el trastorno no se reorganiza espontáneamente, lo que hace pensar que el tiempo sólo puede progresar.

Por ejemplo, una taza rota no se reorganizará espontáneamente. Es la flecha termodinámica del tiempo. Asimismo, recuerdas que esta copa se rompió. Sin embargo, antes de este evento, no podrías recordar tu futura posición sobre el terreno. Es la flecha psicológica del tiempo. Por último, la flecha del tiempo cosmológico hace referencia a la expansión del universo. A medida que el universo se expande, aumenta la entropía.

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Supongamos que el desorden en el universo llega a su punto máximo. En este caso, el universo podría empezar a contraerse, invirtiendo la flecha cosmológica del tiempo. Sin embargo, no lo sabríamos, porque los seres inteligentes sólo pueden existir si el desorden aumenta.

Esto se debe a que dependemos del proceso de entropía para descomponer nuestros alimentos en energía. Por tanto, el tiempo puede un día retroceder. Aunque no estaremos para verlo.

Las cuatro fuerzas fundamentales

La gravedad es una de las fuerzas fundamentales del universo. Sin embargo, Hawking describe otras tres fuerzas fundamentales del universo.

Fuerza electromagnética

Las fuerzas electromagnéticas pueden observarse sobre todas las partículas con carga eléctrica. Esto incluye electrones y quarks. Estas fuerzas también crean eventos como un imán pegado a una nevera. Estas fuerzas pueden ser atractivas o repulsivas.

La atracción se produce entre partículas cargadas positiva y negativamente. Por el contrario, la repulsión se produce cuando se encuentran dos partículas con la misma carga. Hawking señala que esta fuerza es mucho más fuerte que la gravedad y afecta incluso a los átomos más pequeños.

La fuerza nuclear débil

La fuerza nuclear débil actúa sobre todas las partículas que forman la materia. Esta fuerza se considera débil porque sólo puede ejercer su fuerza en distancias cortas. Las fuerzas nucleares producen radioactividad. En energías más altas, la fuerza de la fuerza nuclear débil aumenta hasta igualar la fuerza electromagnética.

Fuerza nuclear fuerte

Esta fuerza nuclear puede unir protones y neutrones al núcleo de un átomo. De la misma forma, puede unir pequeños quarks dentro de protones y neutrones. La fuerza nuclear fuerte difiere de la débil porque se debilita a energías más altas.

Energía de la Gran Unificación

Existe un estado de alta energía llamado energía de gran unificación. Este estado se produce cuando las tres fuerzas alcanzan la misma fuerza. Al hacerlo, se convierten en diferentes aspectos de una misma fuerza.

Hawking sugiere que esta fuerza unitaria podría haber tenido un importante papel en la creación de nuestro universo.

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