Resumen del libro: Breve historia del tiempo (Stephen Hawking)

 

¿Cuándo y cómo se creó nuestro universo? ¿De dónde vinimos? ¿A dónde vamos? Estas son algunas de las preguntas que la humanidad se ha estado haciendo durante siglos en nuestra búsqueda por comprender el mundo. Usando términos sencillos, este libro explica conceptos abstractos sobre cosmología y física, como el espacio, el tiempo, los agujeros negros, la teoría cuántica, para ayudarnos a comprender nuestro universo en términos científicos. En este resumen de libro gratuito de " Breve historia del tiempo " de Stephen Hawking, obtendrá una breve descripción de los descubrimientos científicos de la humanidad hasta el momento.

Resumen: Breve historia del tiempo

Para tener una discusión significativa del universo, primero debemos entender qué es una teoría científica .

Una buena teoría debe (i) describir con precisión eventos basados en un modelo (con raras excepciones) y (ii) predecir con precisión resultados u observaciones futuras. Sin embargo, todas las teorías son provisionales, porque algo que ha sido cierto hasta ahora todavía puede contradecirse en el futuro. Todo lo que se necesita es 1 evento falso para refutar una teoría. Podemos tener más confianza en una teoría si hace predicciones precisas de manera consistente, pero nunca podemos probar una teoría de manera definitiva.

Si bien el universo puede parecer vasto e incognoscible, en realidad sigue ciertas leyes que se pueden observar, comprender y predecir. A lo largo de los siglos, la humanidad ha actualizado enormemente nuestro conocimiento haciendo observaciones, formando teorías y luego probándolas, descartándolas o refinándolas constantemente en función de qué tan bien nuestras observaciones coincidieron con nuestras predicciones.

Por ejemplo, Aristóteles teorizó por primera vez en el 340 a. C. que la Tierra era redonda (no plana) y que el sol, la luna, las estrellas y los planetas se movían alrededor de la Tierra en órbitas circulares. A partir de entonces, se debatieron muchas teorías diferentes. En la década de 1600, nuestras predicciones finalmente se alinearon con nuestras observaciones, cuando se teorizó que la luna, las estrellas y los planetas (incluida la Tierra) orbitaban alrededor del sol en elipses (círculos alargados). Luego, en 1687, la teoría de la gravedad de Newton explicó por qué sucedió esto: los cuerpos celestes se atraían entre sí por la fuerza gravitacional.

Hoy en día, todavía tenemos una comprensión incompleta de nuestro universo. Podemos explicar y predecir partes de él a través de teorías separadas, pero carecemos de una teoría unificada que explique completamente todo el universo. Este es el objetivo último de la ciencia y de nuestra búsqueda del conocimiento.

Lo que hemos aprendido sobre nuestro universo

En Breve historia del tiempo , Stephen Hawking básicamente nos guía a través de la evolución de las teorías científicas a lo largo de los siglos. Es imposible cubrir todo en este artículo, así que aquí hay una descripción general de algunas de las teorías y conceptos clave que explicó en detalle. Estas son las teorías y descubrimientos prevalecientes que dan forma a nuestra comprensión del universo actual.

Desafortunadamente, todavía hay lagunas en nuestro conocimiento, y una teoría unificada probablemente provendrá de una combinación de 2 de las teorías más fundamentales: la teoría general de la relatividad y la teoría cuántica.

Todo es relativo. Nada es absoluto.

Todo está en movimiento . En el pasado, la gente asumía que el estado natural de los objetos estaba en reposo, es decir, permanecerían totalmente inmóviles si no hubiera ninguna fuerza actuando sobre ellos. Sir Isaac Newton refutó esto con sus Leyes de la Gravedad. Las leyes establecen que todo ya está en movimiento y los objetos se mueven constantemente entre sí. Una silla estacionaria puede parecer que está en reposo, pero está en movimiento ya que está sentada sobre una Tierra en movimiento.

El espacio y el tiempo no son absolutos ; son relativas al observador. Dado que todo se mueve constantemente en relación con todo lo demás, es imposible determinar si 2 eventos que ocurren en diferentes momentos realmente ocurrieron en el mismo espacio. El tiempo también es relativo, es decir, se mueve a diferentes velocidades para diferentes observadores. El espacio y el tiempo no pueden tratarse por separado; están entretejidos en el tejido del espacio-tiempo. Todos los eventos deben mapearse en el espacio-tiempo en relación con 4 coordenadas: (a) un punto en el tiempo y (b) un punto en el espacio, en relación con (c) la posición del observador y (d) el movimiento del observador.

la teoría general de la relatividad de Einstein agregó la gravedad a la imagen. Einstein teorizó que el espacio-tiempo no es plano y no viaja en línea recta. Imagínese poner un objeto pesado sobre un trozo de tela estirada: el peso del objeto hará que la tela se hunda. Del mismo modo, la gravedad deforma la curvatura del espacio-tiempo para que viaje con una ligera curva en lugar de una línea recta. La teoría general de la relatividad de Einstein explica la mayoría de las cosas en el universo. Sin embargo, está incompleto porque no puede explicar cómo se inició el universo. Aquí es donde entra la teoría cuántica.

Mecánica cuántica

La mecánica cuántica reconoce la aleatoriedad y adopta un enfoque probabilístico . En lugar de intentar predecir exactamente cómo se moverán las partículas para obtener un resultado definitivo, predice las probabilidades de varios resultados posibles.

También analiza el mundo físico en términos de partículas (p. ej., átomos) y ondas (p. ej., luz u ondas de radio). Esto es importante porque puede haber interferencia cuando dos conjuntos de ondas o partículas coinciden: pueden (i) reforzarse entre sí para formar ondas más fuertes o (ii) anularse entre sí.

Para entender la teoría cuántica, debes sumergirte en los niveles subatómicos de nuestro mundo. Los quarks son los fragmentos más pequeños conocidos en el universo que se cree que componen todo. Eso se debe a que forman los protones y neutrones que forman el núcleo dentro de los átomos, que a su vez son los componentes básicos de la materia. Cada partícula tiene una antipartícula que puede aniquilarse entre sí (por ejemplo, electrón contra positrón). Y las partículas de materia interactúan a través de partículas portadoras de fuerza, que crean fuertes fuerzas con colisiones repetidas.

La búsqueda de una teoría unificada

A partir del libro, te darías cuenta de cuánto ha cambiado la comprensión del mundo por parte de la humanidad en un período relativamente corto de la historia humana. Sin embargo, todavía tenemos mucho camino por recorrer antes de tener una teoría unificada que pueda explicar todo el universo. Las leyes de la relatividad general no funcionan a niveles subatómicos y para eventos de singularidad. La mecánica cuántica, por otro lado, funciona para todos los escenarios, pero no tenemos una teoría consistente que la incorpore con la gravedad. Entonces, una teoría unificada debe combinar de alguna manera las leyes de la relatividad general y la mecánica cuántica.

Como se explicó anteriormente, nunca podemos probar una teoría al 100%. Entonces, es posible que nunca sepamos si hemos descubierto la teoría unificada. Solo podemos estar seguros de que nuestra teoría siempre hace predicciones que están en línea con nuestras observaciones. Al igual que las teorías cuánticas y de la relatividad general ahora son ampliamente accesibles para las masas, el descubrimiento de una teoría unificada permitirá a la humanidad comprender completamente las leyes que gobiernan nuestro universo. Sólo entonces nuestra búsqueda de comprensión finalmente se cumplirá .