Brief Answers to the Big Questions, by Stephen Hawking

Stephen Hawking, el cosmólogo de fama mundial y Best Seller de A Brief History of Time, nos deja con sus pensamientos finales sobre las preguntas más grandes del universo en este brillante trabajo póstumo,

¿Hay un dios?
¿Cómo comenzó todo?
¿Podemos predecir el futuro?
¿Qué hay dentro de un agujero negro?
¿Hay otra vida inteligente en el universo?
¿La inteligencia artificial nos superará?
¿Cómo damos forma al futuro?
¿Vamos a sobrevivir en la Tierra?
¿Debemos colonizar el espacio?
¿Es posible viajar en el tiempo?

Es raro que encontremos tiempo para alejarnos de nuestras vidas y hacer las preguntas más importantes: ¿de dónde venimos? ¿Cómo llegamos aquí? ¿Por qué el universo está hecho de esta manera?.

Por suerte para nosotros, algunas de las personas más inteligentes del mundo se pasan la vida haciéndose estas preguntas, y algunas pocas incluso escriben libros respondiéndolas en un lenguaje que todos podamos entender.

En su último libro, el profesor Stephen Hawking muestra su vasto conocimiento sobre el universo en una inmejorable obra de arte.

Las preguntas más importantes, encuentran espacio y tiempo para formular hipótesis sobre el destino de la humanidad. Al unir los problemas sociales con el sistema solar, Hawking establece las leyes fundamentales del universo y su visión del futuro de la humanidad.

Las fuerzas gobiernan nuestro universo, pero un creador divino probablemente no esté entre ellos.

¿Por qué estamos aquí? ¿De dónde vinimos? ¿Por qué las cosas son así?

Tanto la ciencia como la religión ofrecen respuestas a estas preguntas fundamentales, y ambas llegan a conclusiones radicalmente diferentes. Uno argumenta que hay un significado inherente en la vida humana, el otro que nuestra existencia es poco más que accidental. No es de extrañar que se vean como dos credos en conflicto.

Pero estas preguntas provienen de una tendencia humana natural a comprender y explicar nuestro universo, a buscar respuestas y significados. Al principio, estas explicaciones venían de la religión. Los dioses fueron vistos como las causas de relámpagos, tormentas y eclipses. Pero ahora tenemos una explicación más racional, coherente y verificable: nuestro universo es una máquina gigante, gobernada por un conjunto de leyes naturales inquebrantables.

Piensa en el simple juego del tenis. Aquí, la pelota siempre termina exactamente donde estas leyes naturales, como la gravedad y el movimiento, predicen. No hay anomalías. Sin excepciones. Hay variables, por supuesto, como la potencia muscular del jugador o la velocidad del viento, pero estas actúan como meros puntos de datos, procesados ​​por estas leyes naturales de una manera inmutable para calcular el resultado.

Y estas leyes no solo no cambian, también son universales.

Esto significa que lo que se aplica a nuestra pelota de tenis también se aplica a los cuerpos celestes más grandes. Las revoluciones de nuestro planeta obedecen a estas leyes, al igual que un meteorito helado que se precipita a través del espacio interestelar. Además, las leyes naturales no se pueden romper: incluso Dios estaría sujeto a ellas, lo que no está de acuerdo con la insistencia teológica de la omnipotencia divina.

Sin embargo, podría haber una manera de reconciliar la ciencia moderna con la idea de Dios.

Esto implica definir a Dios como estas leyes fundamentales de la naturaleza en lugar de ser un ser consciente que las creó. Así es como Einstein se refirió a Dios, como un término de referencia para las reglas observables e irrompibles del cosmos.

Esta explicación será insatisfactoria para muchas personas. Esto se debe a que muchos de nosotros estamos acostumbrados a pensar en Dios como un ser sensible y humano, uno con el que podemos tener una relación personal. Pero cuando miras el universo en toda su magnitud aterradora y lo comparas con lo pequeña y accidental que es la vida humana, la posibilidad de un creador divino es minúscula.

Pero si nuestra explicación tradicional para la creación del universo es defectuosa, ¿cómo comenzó el universo?

Lógicamente, nos podemos hacer la pregunta “¿Qué vino antes del Big Bang?”

La mayoría de nosotros hemos oído hablar del Big Bang: es la teoría científica más aceptada sobre cómo nació nuestro universo. En nanosegundos, el universo pasó de un punto infinitamente denso, quizás más pequeño que un protón, a un cuerpo en rápida expansión que continúa creciendo hoy en día.

De hecho, el descubrimiento de que nuestro universo se está expandiendo ayudó a desarrollar la teoría del Big Bang. Fue descubierto por un científico llamado Edwin Hubble.

En 1929, Hubble analizó cuidadosamente la luz de galaxias distantes. Su objetivo era medir si estas galaxias se estaban moviendo, y de ser así, a dónde. Sus hallazgos fueron algunos de los más revolucionarios en la historia de la ciencia.

Hubble demostró que casi todas las galaxias se están alejando unas de otras. Además, cuanto más lejos estén de la Tierra, más rápido se moverán. Basándonos ​​en sus velocidades, sabemos que estas galaxias estaban extremadamente juntas entre 10 y 15 mil millones de años atrás. Quizás tan cerca que todo ocupaba el mismo punto en el espacio: una singularidad.

La evidencia que apoyaba tal teoría apareció por primera vez en 1965, con el descubrimiento de débiles microondas de fondo en el espacio. Esto sugiere fuertemente que el universo tuvo un comienzo muy denso, muy caliente. Estas microondas son probablemente la radiación sobrante de una explosión inicial.

Pero la pregunta sigue siendo: ¿Qué vino antes del Big Bang?

La respuesta involucra a Einstein y su descubrimiento revolucionario de que el espacio y el tiempo no son entidades separadas. En su lugar, están entretejidos en un “tejido” al que llamamos espacio-tiempo, el escenario en el que existe el universo.

Y el espacio-tiempo puede ser distorsionado por los altos niveles de gravedad que poseen los objetos masivos, similar a colocar una bola de bolos en un colchón. Es difícil de procesar, pero los objetos más masivos, como los agujeros negros, pueden deformar el espacio-tiempo tan violentamente que el tiempo se detiene.

Entonces, volvamos al principio del universo. El cosmos comienza a contraerse, alcanzando una singularidad infinitamente pequeña, infinitamente densa, similar a un agujero negro. Aquí, tanto el espacio como el tiempo ya no funcionan de acuerdo con nuestra comprensión clásica de ellos.

Ahora, tenemos una respuesta: al seguir la “cadena de causalidad” hasta su punto más lejano, podemos demostrar que el Big Bang no pudo tener una causa porque el tiempo no existía. No había tiempo para que existiera una causa.

Deje que eso se hunda por un momento en su mente antes de que abordemos algo igualmente misterioso: la vida extraterrestre.

No hay una respuesta fácil a la cuestión de la vida extraterrestre.

Los extraterrestres han capturado nuestra imaginación durante décadas. Los hemos visto en películas, leído sobre ellos en novelas de ciencia ficción y los matamos en videojuegos. Algunas personas incluso afirman haberlos conocido. Pero, ¿cuáles son las posibilidades de que la vida inteligente exista más allá de la Tierra?

Bueno, si tomamos el único ejemplo que tenemos, la Tierra, parece probable que se hayan desarrollado formas de vida extraterrestres.

Esto se debe a que tenemos evidencia fósil de vida básica en nuestro planeta desde hace 3.500 millones de años, solo 500 millones de años después de que la Tierra se volviera habitable. Y cuando se formó la Tierra, el universo estaba celebrando su séptimo billonésimo cumpleaños.

¡Muchas civilizaciones alienígenas podrían haberse desarrollado, elevado hasta dominar los viajes espaciales y colonizar nuestra galaxia antes de que descubriéramos el fuego!

Entonces, el marco de tiempo parece ser efectivo, pero ¿qué pasa con los planetas habitables?

A primera vista, esto tampoco parece problemático. Se estima que el 20% de todas las estrellas tienen planetas similares a la Tierra que los orbitan en la Goldilocks Zone, una región capaz de mantener la vida porque no está demasiado lejos de su estrella para ser un desierto helado, pero tampoco lo suficientemente cerca para freír a sus habitantes.

Vamos a poner eso en perspectiva. Hay aproximadamente 200 mil millones de estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Esto nos da potencialmente cuarenta mil millones de planetas similares a la Tierra en nuestro vecindario cósmico.

Pero si la vida alienígena parece tan plausible, ¿por qué no nos han visitado?

Una teoría sostiene que la vida extraterrestre podría ser común, pero la vida inteligente es excepcionalmente rara.

Veamos la Tierra de nuevo. La vida tardó 2.500 millones de años en pasar de organismos unicelulares a multicelulares, necesarios para la vida inteligente. Esta es una parte importante del tiempo que tenemos disponible antes de que explote nuestro sol. Así que podría haber habido muchos otros mundos que sustentan la vida en desarrollo, solo para ser arrasados por una vieja estrella gruñona.

Y esta no es la única amenaza existencial de la vida alienígena: hace 66 millones de años, un pequeño asteroide o cometa se estrelló contra la Tierra. Eliminó a todos los dinosaurios, las especies dominantes anteriores de nuestro planeta.

Este fue el último gran impacto de la Tierra, y hemos estado tentando a nuestra suerte por un tiempo. Una estimación razonable para estas colisiones es alrededor de una vez cada 20 millones de años. Si esto es cierto, es posible que la vida humana se haya desarrollado en la Tierra debido a la buena fortuna, ya que nuestro planeta está muy atrasado en una colisión interestelar. Otras formas de vida podrían no haber sido tan afortunadas.

Podría ser posible predecir el futuro, pero es poco probable.

Imagínate si pudieras predecir el futuro. Puedes comprar un boleto ganador para la lotería de la próxima semana, descubrir las preguntas en tu próximo examen o incluso esquivar la muerte inminente. Es una perspectiva tentadora, pero ¿es posible?

En este sentido convencional, no. Pero hay un escenario, aunque improbable, donde podría ser posible.

Esta posibilidad está conectada con el científico francés Pierre-Simon Laplace. Laplace argumentó que si conociéramos las posiciones y velocidades de todas las partículas del universo, podríamos calcular su comportamiento futuro. Si supiera la posición de su coche en un momento específico y supiera que viajaba a 60 km/hora, podría calcular fácilmente dónde estaría dentro de 30 minutos.

La idea de Laplace es en realidad un principio central de la ciencia clásica: la noción de que el estado de nuestro universo en un momento determinado determina sus estados futuros. Esto nos permite predecir el futuro, al menos en teoría.

En el siglo veinte, sin embargo, el físico alemán Werner Heisenberg arrojó agua fría sobre la lógica de Laplace.

Heisenberg descubrió que, debido a la forma en que las ondas de luz se empaquetan en unidades discretas llamadas quanta, no se puede medir la velocidad y la posición de una partícula simultáneamente; cuanto más exactamente mida uno, menos precisión podrá medir el otro. Esta regla se conoció como el principio de incertidumbre y exigió que la física descubriera una nueva forma de ver el mundo.

Esta visión surgió en la primera mitad del siglo XX, en la forma de una teoría notoriamente compleja llamada mecánica cuántica.

En la mecánica cuántica, las partículas no poseen posiciones y velocidades bien definidas. Más bien, estos valores están representados por algo que se llama una función de onda. Una función de onda es un conjunto de números, cada uno representa un punto de espacio diferente. El tamaño de la función de onda predice la probabilidad de que la partícula se encuentre en cada punto del espacio. En cuanto a la predicción de la velocidad de la partícula en cualquier punto dado, podemos hacer esto midiendo cuánto varía la función de onda entre dos puntos en el espacio.

Pero la mecánica cuántica también nos presenta muchos problemas. Para empezar, podemos predecir solo la mitad de la información sobre una partícula dentro de la visión clásica de la ciencia. Eso significa que solo podemos calcular su función de onda, en lugar de su posición y velocidad. Además, la teoría de la mecánica cuántica parece descomponerse en condiciones extremas donde el espacio-tiempo se deforma, como los interiores de los agujeros negros.

Incluso la luz no puede escapar a un agujero negro, pero algo sí puede.

Imagina que estás en un vuelo espacial interestelar con un capitán novato. En su entusiasmo, se desvió del rumbo, y entró en la órbita de un agujero negro. Su gravedad hace que tu nave se acerque más a una muerte segura, pero quizás te consienta el hecho de que serás el primer ser humano en ver más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro, antes de ser aplastado y convertido en polvo estelar cerca de su núcleo.

Los agujeros negros se forman cuando las estrellas colapsan. Esto sucede porque estas bolas gigantes de gas poseen una increíble cantidad de masa, y cuanto más masa hay, más gravedad la acompaña.

Entonces, ¿por qué nuestro sol no se colapsa actualmente?

Eso es porque a lo largo de la vida de una estrella, se soporta así misma contra su propia gravedad a través de la creación de presión térmica. Dentro de cada estrella, se genera una enorme cantidad de energía a través de procesos nucleares que convierten el hidrógeno en helio. Esto evita la implosión, pero solo por un tiempo.

Finalmente, una estrella se quedará sin combustible nuclear. Cuando esto sucede, la mayoría de las estrellas atraen toda la materia circundante y se contraen en un punto o singularidad infinitamente densa e infinitamente pequeña: esto es un agujero negro.

Desafortunadamente, no es posible examinar las singularidades. La gravedad es tan fuerte alrededor de un agujero negro que, dentro de un cierto límite, ni siquiera la luz puede escapar. Este límite se conoce como el horizonte de eventos.

Piense en el horizonte de eventos como navegar en un barco por las cataratas del Niágara. A medida que se acerca, la corriente se vuelve más fuerte, pero es posible escapar siempre que tenga suficiente poder. Pero una vez que su embarcación se inclina sobre ese precipicio, no hay esperanza.

Pero si el universo ha existido durante miles de millones de años y nada puede escapar a un agujero negro, ¿no debería ahogarse el cosmos en ellos?

Bueno, resulta que algunas cosas pueden escapar de un agujero negro.

En 1974, Stephen Hawking descubrió que los agujeros negros liberan partículas a un ritmo constante, y la respuesta nuevamente está en la mecánica cuántica. Su teoría sostiene que el espacio está lleno de partículas y antipartículas. Están en un proceso constante de unión, separación y luego aniquilación entre sí. La compleja interacción de estos pares con los agujeros negros, especialmente cuando las parejas están separadas por el horizonte de eventos, hace que los agujeros negros pierdan masa, se contraigan y finalmente desaparezcan.

Exploremos algunas preguntas sobre nuestra especie ahora.

Para sobrevivir en la Tierra, tenemos que tomar medidas inmediatas.

Hasta ahora, hemos estado abordando las preguntas más importantes que el universo tiene para ofrecer; vamos a centrar nuestra atención en los problemas de casa en el planeta Tierra.

Nuestro planeta está amenazado de tantas maneras diferentes que puede ser abrumador. Francamente, no parece demasiado bueno para la Madre Tierra. En general, podemos dividir las amenazas en dos categorías: eventos fuera de nuestro control y eventos dentro de él. Echemos un vistazo a ambos a su vez.

Como hemos visto, de acuerdo con las leyes de la física y la probabilidad, nuestro planeta está atrasado en cuanto a la probabilidad de ser colisionado por asteroides. Y quizás esta es la amenaza más aterradora que enfrentamos, con nuestra tecnología actual somos totalmente incapaces de evitar la destrucción.

Pero esto también puede poner las cosas en perspectiva para nosotros. No debemos preocuparnos por lo inevitable; en cambio, deberíamos centrar nuestra energía en los problemas solucionables de la humanidad.

Y la más inmediata de nuestras amenazas es el cambio climático. Dada la ecología de nuestro planeta, nuestras emisiones globales actuales son completamente insostenibles. El aumento de la temperatura del océano liberará más dióxido de carbono a la atmósfera y derretirá los casquetes polares. A su vez, estos casquetes de hielo más pequeños reducen la cantidad de energía solar reflejada de nuevo en el espacio, calentando aún más el planeta.

Este es el conocido efecto invernadero, y necesitamos encontrar con urgencia soluciones tecnológicas y políticas para reducir nuestra huella de carbono antes de que este efecto se vuelva incontrolable. Si no lo hacemos, nuestro planeta podría terminar como la superficie de Venus, un planeta que no es conocido por sus condiciones hospitalarias. Si un hombre del tiempo pudiera sobrevivir allí, reportaría máximos de 250 grados centígrados y lluvias nocturnas de ácido sulfúrico.

El calentamiento global podría ser la amenaza más inmediata de la Tierra, pero también nos enfrentamos a una mayor: la aniquilación nuclear.

La retórica extrema que rodea al conflicto nuclear puede haberse enfriado desde el final de la Guerra Fría, pero este es un mero gigante dormido. Nuestro clima geopolítico está lejos de ser estable, y la inestabilidad aumenta a medida que los países obtienen armas nucleares. Además, es posible que los terroristas puedan apoderarse de algunas ojivas. Actualmente, la reserva global tiene suficiente poder para destruir el planeta varias veces.

En el estado actual del planeta, es casi inevitable que una guerra nuclear o un desastre ambiental devastará la Tierra en los próximos 1.000 años. Sin embargo, para ese punto, la humanidad tendrá la tecnología para escapar del planeta y sobrevivir al desastre.

Necesitamos empezar a colonizar el espacio.

Cuando Cristóbal Colón navegó hacia el oeste en 1492, los críticos se alinearon para declarar la misión como una colosal pérdida de dinero. Sin embargo, solo unas pocas décadas más tarde, el mundo entero había cambiado irrevocablemente por su “descubrimiento”.

La situación de hoy es similar a la de hace cinco siglos. Debido a nuestro clima político y financiero actual, los presupuestos de las agencias espaciales como porcentaje del PIB han estado disminuyendo durante décadas. Los políticos y el público creen que tenemos mejores cosas para gastar dinero.

Pero esto va en contra de un instinto esencial de la humanidad. Como especie, nuestro nivel de curiosidad es único; nos impulsa un anhelo de ir, de ver, de saber. Quedarse quieto sería similar a un grupo de náufragos que no intentan escapar de su isla desierta.

Para que la humanidad vuelva a anhelar la exploración espacial, necesitamos fechas límite concretas, como cuando el presidente Kennedy, en 1962, comprometió a Estados Unidos a un aterrizaje tripulado de la luna para finales de la década. Esto capturó la imaginación del público e inspiró a muchos niños a convertirse más tarde en científicos. Con nuestra tecnología actual, los objetivos de tener una base lunar para 2050 y un aterrizaje tripulado de Marte para 2070 son posibles y reavivarían el entusiasmo por los programas espaciales.

Y no tenemos que parar allí.

Con la excepción de los planetas exteriores, podríamos viajar a los planetas de nuestro sistema solar dentro de cien años.

¡Europa, una luna de Júpiter, puede incluso tener océanos de agua capaces de sostener la vida debajo de la superficie del hielo!

Pero vamos a estar atrapados en nuestro sistema solar durante mucho tiempo.

Eso es porque el sistema solar más cercano, Alpha Centauri, está a 4.5 años luz de distancia. Nuestra generación actual de cohetes hace que visitarlos en una vida humana sea imposible. Tenemos candidatos para otras formas de energía que propulsarían nuestros cohetes más rápido, como la fusión nuclear o la aniquilación de la materia y la antimateria, pero probablemente no se desarrollarán durante siglos.

Una alternativa es el arte no tripulado. Estos llegarían a los sistemas estelares mucho antes.

Tome el proyecto Breakthrough Starshot, por ejemplo. Este propone la creación de mil sondas espaciales de nanocraft de pocos centímetros de tamaño. Estas nanocraft están unidas a pequeñas velas ligeras y se envían en órbita. De vuelta en la Tierra, una colección de láseres poderosos concentra su enfoque en un punto particular sobre la atmósfera, golpeando cada vela con gigavatios de poder.

Hay muchos problemas de ingeniería que resolver con Project Starshot, pero no son insuperables. De hecho, proyectos como estos nos recuerdan el ingenio de nuestra especie.

Tenemos que tener cuidado con la IA fugitiva.

Todos sabemos cómo va la historia. Una avanzada red de inteligencia artificial llamada Skynet alcanza la autoconciencia, iniciando un holocausto nuclear contra sus creadores. Algunos humanos sobreviven y forman la Resistencia, y Skynet envía a Arnold Schwarzenegger, una máquina, a 1984 para matar a su líder. Pero todo  esto es solo la imaginación de Hollywood, ¿no es así?.

Bueno, no todo es tan inverosímil como parece.

La ironía aquí es que la ciencia ficción, al mostrarnos los peligros de este escenario, también lo ha hecho parecer ridículo e increíble. Pero si no tomamos en serio la posibilidad de máquinas superinteligentes, podría ser nuestro mayor error.

Piénselo de esta manera: en la actualidad, nuestros cerebros están mucho más desarrollados que incluso los ordenadores más avanzados; de hecho, los ordenadores actuales son menos complejos que el cerebro de una lombriz. Pero las cosas no se quedan de esta manera. Si la inteligencia se clasifica como la capacidad de adaptación en función de las circunstancias, un sistema de inteligencia artificial que pueda mejorarse por sí mismo podría conducir a una explosión de inteligencia que nos colocará en la posición de las lombrices de tierra.

Este es un peligro real, pero también deberíamos tener cuidado con la propagación del miedo. Aprovechándose correctamente, la IA tiene el poder de mejorar casi todas las áreas de la vida humana, desde la erradicación de enfermedades y la pobreza hasta beneficios que nunca podríamos predecir. Los guionistas escribieron la trama de Terminator en la década de 1980, pero nadie predijo el meteórico ascenso de Internet.

Actualmente, tenemos cosas como coches que conducen solos y ordenadores que ganan en el juego de Go. Esto parece revolucionario ahora, pero la velocidad, la potencia y la capacidad de los ordenadores se están acelerando continuamente.

Y hay una ley para esto: la Ley de Moore. Sugiere que los ordenadores pueden duplicar su velocidad y capacidad cada 18 meses. Si nuestros dispositivos siguen la ley de Moore, AI puede superar la inteligencia humana en los próximos cien años, lo que hace que la posibilidad de un Skynet autoconsciente sea menos remota.

Entonces, ¿cuál es la respuesta a esto?

Bueno, los humanos ya son conscientes de este peligro, lo cual es alentador. En 2015, Elon Musk, Stephen Hawking y una gran cantidad de expertos en inteligencia artificial firmaron una carta abierta de advertencia sobre los peligros de la superinteligencia descontrolada. Además, la ética de la IA es uno de los campos de estudio académico de más rápido crecimiento. Sin embargo, lo más importante que debe recordar es que las futuras salvaguardas deben garantizar que las máquinas siempre estarán al servicio de los seres humanos.

Resumen final

Desde nuestra historia más temprana, la humanidad se ha visto obligada a hacer las preguntas más fundamentales y a explicar de dónde venimos y por qué estamos aquí. El descubrimiento de las leyes inquebrantables del universo nos ha permitido desentrañar parte de su misterio; ahora debemos abordar preguntas más complejas, desde el funcionamiento de los agujeros negros lejanos hasta los problemas apremiantes de la humanidad aquí en la Tierra.

Mira a la IA con un ojo crítico.

Es fácil ver la inminente llegada de los coches autónomos como una nueva era tecnológica. De hecho, corremos el riesgo de pasar por alto las consecuencias de una inteligencia artificial fuera de control. En lugar de ser arrastrado por la nueva moda computacional, intente preguntarse qué impacto tendrán estos desarrollos en la sociedad, tanto para usted como para las generaciones futuras.

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