Stephen Hawking es un físico teórico británico de renombre mundial conocido por sus contribuciones a los campos de la cosmología, la relatividad general y la gravedad cuántica, particularmente en el contexto de los agujeros negros. En las décadas de 1960 y 1970, trabajó en teoremas de singularidad innovadores en la relatividad general e hizo la predicción teórica de que los agujeros negros deberían emitir radiación (ahora conocida como radiación de Hawking). También ha publicado varios libros de divulgación científica en los que se analizan sus teorías y la cosmología en general, incluido el bestseller Una breve historia del tiempo, y es considerado una de las mentes más brillantes de la física desde Albert Einstein. En sus propias palabras: “Mi objetivo es simple. Es comprender el universo en su totalidad, por qué es como es y por qué existe”.

Stephen William Hawking nació el 8 de enero de 1942 en Oxford, Inglaterra, en plena Segunda Guerra Mundial. Después de su nacimiento en la relativa seguridad de Oxford, la familia regresó a Londres, donde su padre era jefe de la división de parasitología del Instituto Nacional de Investigación Médica, a pesar del riesgo constante de bombardeos de la fuerza aérea alemana. En 1950, Hawking se mudó con su familia a St. Albans, donde asistió a la escuela secundaria para niñas St. Albans de 1950 a 1953 (los niños podían asistir hasta los 10 años), y desde los 11 años asistió a la escuela St. Albans, donde fue un buen estudiante, si no excepcional.

En 1959 ganó una beca para el University College de Oxford, la antigua universidad de su padre, donde estudió física con Robert Berman (en gran parte porque allí no se ofrecía su preferencia, las matemáticas) y donde se interesó particularmente en la termodinámica, la relatividad y la mecánica cuántica. A pesar de sus hábitos de estudio a veces relajados y del aburrimiento de la vida universitaria, se graduó con honores en 1962.

Después de graduarse, pasó un breve tiempo estudiando las manchas solares en el Observatorio de la Universidad de Oxford. Sin embargo, pronto se dio cuenta de que estaba más interesado en la teoría que en la observación y dejó Oxford para trasladarse al Trinity Hall de Cambridge, donde estudió durante un tiempo con Fred Hoyle, el astrónomo inglés más ilustre de la época.

Poco después de llegar a Cambridge, con 21 años, Hawking comenzó a desarrollar los primeros síntomas de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA o “enfermedad de Lou Gehrig”), un tipo de enfermedad de la neurona motora que acabaría por provocarle una pérdida casi total del control neuromuscular. Aunque los médicos predijeron (incorrectamente) que Hawking no sobreviviría más de dos o tres años, poco a poco fue perdiendo el uso de sus brazos, piernas y voz hasta quedar casi completamente paralizado y tetrapléjico.

En 1965 asistió a una conferencia del matemático inglés Roger Penrose, que acababa de publicar un artículo innovador sobre las singularidades del espacio-tiempo (eventos en los que las leyes de la física parecen fallar). Hawking recuperó sus energías y se comprometió con renovado vigor al estudio de la astronomía y la cosmología teórica, particularmente en el campo de los agujeros negros y las singularidades. Posteriormente colaborará con Penrose en varios trabajos importantes sobre estos temas.

Otro punto de inflexión en su vida llegó en 1965 con su matrimonio con una estudiante de idiomas, Jane Wilde. Con su ayuda y la de su supervisor doctoral, Dennis Sciama, Hawking completó su doctorado y se convirtió en investigador y luego profesor en Gonville and Caius College, Cambridge.

En 1968 se incorporó al personal del Instituto de Astronomía de Cambridge, donde permaneció hasta 1973, y comenzó a aplicar las leyes de la termodinámica a los agujeros negros utilizando matemáticas muy complejas. A finales de la década de 1960, él y su amigo y colega de Cambridge, Roger Penrose, aplicaron un nuevo modelo matemático complejo que habían creado basándose en la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, lo que llevó a Hawking a demostrar el primero de muchos teoremas de singularidad en 1970. Este teorema proporcionó un conjunto de condiciones suficientes para la existencia de una singularidad en el espacio-tiempo y también implicaba que el espacio y el tiempo comenzarían en un evento tipo Big Bang y terminarían en los agujeros negros. De hecho, anuló la idea de Penrose de que la creación de un agujero negro conduciría necesariamente a una singularidad, demostrando que fue una singularidad la que condujo a la creación del universo mismo.

En colaboración con Brandon Carter, Werner Israel y David Robinson, demostró matemáticamente el “teorema sin pelo” de John Wheeler, según el cual cualquier agujero negro se describe completamente mediante las tres propiedades de masa, momento angular y carga eléctrica, y propuso cuatro leyes de la mecánica de agujeros negros, similares a las cuatro leyes clásicas de la termodinámica. Basándose en el análisis de las emisiones de rayos gamma, también sugirió que los agujeros negros primordiales o “mini agujeros negros” podrían haberse formado después del Big Bang.

En 1974, Hawking y Jacob Bekenstein demostraron que los agujeros negros no son, en realidad, completamente negros, sino que deben crear y emitir térmicamente partículas subatómicas, lo que hoy se conoce como radiación de Hawking, hasta agotar su energía y evaporarse. Esto también dio lugar a la llamada “paradoja de la información” o “paradoja de Hawking”, según la cual la información física (en sentido amplio, la identidad y las distintas propiedades de las partículas) parece estar completamente perdida en el universo, contradiciendo las leyes aceptadas de la física. Hawking defendió esta paradoja contra los argumentos de Leonard Susskind y otros durante treinta años, hasta que se retractó en 2004.

Estos resultados de vanguardia se lograron a pesar del aumento de la parálisis de Hawking debido a la ELA. En 1974 ya no podía alimentarse ni levantarse de la cama y hablaba tan mal que sólo podía ser entendido por personas que lo conocían bien. En 1985 contrajo neumonía y tuvo que someterse a una traqueotomía, que le dejó completamente incapaz de hablar, aunque varios amigos y simpatizantes colaboraron para crear un dispositivo que le permitía escribir en un ordenador con pequeños movimientos corporales, y luego pronunciar lo que había escrito utilizando un sintetizador de voz.

En 1973 abandonó el Instituto de Astronomía para ir al Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica y en 1979 fue nombrado Profesor Lucasiano de Matemáticas en la Universidad de Cambridge, cargo que ocupó durante 30 años hasta su jubilación en 2009. Tuvo tres hijos con Jane Wilde: Robert (1967), Lucy (1969) y Timothy (1979), pero la pareja finalmente se separó en 1991, aparentemente debido a la presión de la celebridad de Hawking y su creciente discapacidad.

Las innovadoras investigaciones de Hawking le dieron fama y celebridad considerables. En 1974, a la edad de 32 años, fue elegido uno de los miembros más jóvenes de la Royal Society. Fue nombrado Comandante de la Orden del Imperio Británico (CBE) en 1982 y Compañero de Honor en 1989. Ha acumulado doce títulos honoríficos, así como numerosos otros honores, medallas y premios, incluido el Premio Albert Einstein, el premio más prestigioso en el campo de la física teórica. También se dio a conocer entre un público más amplio, especialmente después del libro de 1988 “Una breve historia del tiempo”, un éxito de ventas internacional, y sus secuelas “El universo en breve” (2001) y “Una breve historia del tiempo” (2005).

Continuó su investigación sobre la explosión de agujeros negros, la teoría de cuerdas y el nacimiento de agujeros negros en nuestra galaxia. Su trabajo también destacó la necesidad de unificar la relatividad general y la teoría cuántica en una teoría integral de la gravedad cuántica, conocida como la “teoría del todo”, especialmente si queremos explicar lo que realmente sucedió en el momento del Big Bang. Ya en 1974, su teoría sobre la emisión de radiación de Hawking desde los agujeros negros fue quizás uno de los primeros ejemplos de una teoría que sintetiza, al menos hasta cierto punto, la mecánica cuántica y la relatividad general.

La miríada de otras investigaciones científicas de Hawking a lo largo de los años incluye el estudio de la cosmología cuántica, la inflación cósmica, la producción de helio en universos anisotrópicos del Big Bang, la cosmología “Big N”, la matriz de densidad del universo, la topología y estructura del universo, los universos hijos, los instantones de Yang-Mills y la matriz S, el espacio anti-de Sitter, el entrelazamiento cuántico y la entropía, la naturaleza del espacio y el tiempo y la flecha del tiempo, el espacio-tiempo de espuma, la teoría de cuerdas, supergravedad, gravedad cuántica euclidiana, hamiltoniana gravitacional, teorías de la gravedad de Brans-Dicke y Hoyle-Narlikar, radiación gravitacional, holografía, simetría del tiempo y agujeros de gusano.

Nunca tuvo miedo de suscitar controversias y en la década de 1980 comenzó a cuestionar la propia teoría del Big Bang, sugiriendo que tal vez nunca hubo un comienzo y que no habría final, sólo cambios, una transición constante de un “universo” a otro a través de obstáculos en el espacio-tiempo. Su “propuesta ilimitada” la desarrolló en colaboración con el físico estadounidense Jim Hartle. Según la relatividad general clásica, el universo debe ser infinitamente antiguo o haber comenzado con una singularidad, pero la propuesta de Hawking y Hartle plantea una tercera posibilidad: el universo es finito, pero no tiene una singularidad inicial que produzca un límite. La historia de este universo ilimitado en “tiempo imaginario” tal vez pueda considerarse mejor utilizando la analogía de la superficie de la Tierra, siendo el Big Bang el equivalente al Polo Norte de la Tierra, y el tamaño del universo aumentando con el tiempo imaginario a medida que nos movemos al sur del ecuador.

En 1995, Hawking se casó con su enfermera, Elaine Mason, aunque se divorciaron en 2006 en medio de rumores no confirmados de abuso físico, y desde entonces se reconcilió con su primera esposa, Jane. En 2003, Hawking enfermó gravemente de neumonía, antes de volver a sorprender a sus médicos recuperándose y dedicándose cada vez más a su trabajo.

En 2004, Hawking dio marcha atrás en una de sus controvertidas afirmaciones sobre los agujeros negros (destruyen todo lo que cae en ellos y no se puede recuperar ninguna información de un agujero negro), afirmando que nuevos descubrimientos podrían ayudar a resolver la “paradoja de la información de los agujeros negros”. En su nueva definición de agujeros negros, el horizonte de sucesos no está tan bien definido y puede que no oculte completamente del exterior todo lo que hay dentro de él, y adoptó el concepto de multiverso para ayudar a explicar la conservación de la información en los agujeros negros.

Las opiniones de Hawking sobre la existencia de Dios han sido objeto de mucho debate, especialmente después de la publicación en 1988 del libro Una breve historia del tiempo, en el que cree que el descubrimiento de una teoría global del todo permitiría “conocer la mente de Dios”, lo que algunos han interpretado como literal y otros como literario. Sin embargo, en su libro de 2010, The Grand Design, afirma inequívocamente que “la creación espontánea es la razón por la que hay algo en lugar de nada, la razón por la que existe el universo, la razón por la que existimos. No es necesario invocar a Dios… para poner el universo en movimiento”.

Hawking dejó su puesto como Profesor Lucasiano de Matemáticas en Cambridge en 2009, de acuerdo con la política de pensiones de la universidad, y aceptó una distinguida cátedra de investigación en el Instituto Perimeter de Física Teórica en Waterloo, Canadá. Ese mismo año recibió la Medalla Presidencial de la Libertad, el máximo honor civil en Estados Unidos.