Dos momentos claves en la historia de la ciencia son recordados cada 14 de marzo, ya que marca el nacimiento de Albert Einstein y la muerte de Stephen Hawking, dos físicos cuyos trabajos estaban indudablemente relacionados y que terminaron revolucionando nuestro conocimiento del universo. Pero ahí no acaba la coincidencia. Durante esa fecha también se conmemora el Día del número Pi (π), la famosa proporción que es tan rara como importante en las matemáticas.
El número pi se encuentra incrustado en toda nuestra realidad. Su valor (3,141592…) se obtiene al dividir la longitud de cualquier circunferencia entre su diámetro. La razón por la que esta fecha es conocida como Día de Pi, es que sus primeras y más relevantes cifras (3,14) son las mismas que representan al 14 de marzo en los países anglosajones (3/14).
Además de su utilidad para describir la geometría de nuestro planeta y las nuevas construcciones, pi es clave en muchos aspectos de la vida moderna, por ejemplo, la determinación de ubicaciones precisas mediante el GPS.
Y su poder se extiende más allá de nuestro mundo.
Pi se ha vuelto esencial en la exploración del cosmos. Sirve para establecer el recorrido de las naves espaciales alrededor de los planetas, calcular la densidad de los asteroides, determinar el tamaño de los exoplanetas (mundos que orbitan otros ‘soles’), medir los cráteres de los planetas para conocer su pasado, etc.
A pesar de que todos estos cálculos sirven, no son 100% exactos, y eso se debe a que en la naturaleza y en todo el universo es muy difícil hallar circunferencias perfectas, como una órbita totalmente circular o un cuerpo perfectamente esférico.
Pero hay un objeto cósmico que es la excepción y es una razón por la que el vínculo de pi con Einstein y Hawking no se limita solo a la fecha de nacimiento o muerte de estos genios.
Un objeto predicho por Einstein y estudiado por Hawking
Albert Einstein, que nació en Alemania el 14 de marzo de 1879, ya había formulado la teoría de la relatividad espacial y su famosa fórmula E=mc² antes de cumplir los 30 años. Una década más tarde, su siguiente trabajo, la relatividad general, samaqueó nuestro entendimiento del universo.
Einstein describió la gravedad como la deformación del espacio-tiempo causada por la masa. Esto no solo se comprobó en la forma en que los planetas orbitan alrededor del Sol, la masa más grande del sistema solar, sino también en la distorsión de la luz proveniente de las estrellas detrás del astro rey.
Como consecuencia de su teoría, se concibió la idea de que el colapso de una estrella masiva produciría un objeto tan denso que deformaría el espacio-tiempo a tal punto que su gravedad atraparía cualquier materia cercana, incluso la luz. Einstein nunca creyó que tal aberración fuera real, pero otros físicos pensaban diferente. Más adelante, esos cuerpos cósmicos hipotéticos recibieron el nombre de agujeros negros, y su estructura visible —su cuerpo oscuro— fue denominada horizonte de sucesos, el límite donde ya nada puede escapar.
Representación de un agujero negro alimentándose del disco de materia estelar a su alrededor. Fuente: Shanga Astronomical Observatory.
Una de las propiedades de los agujeros negros, en específico los que no giran, es que tienen un horizonte de sucesos con una forma esférica perfecta debido a toda la masa concentrada en su centro, por lo que el valor de pi podría ser usado para calcular su área o su volumen con absoluta precisión. En comparación, los cuerpos celestes con poca masa no generan suficiente gravedad para tener una forma esférica. El ejemplo más evidente son los asteroides.
Cuando Einstein murió, Stephen Hawking tenía 13 años y ya mostraba gran interés por la física. Su investigación se enfocó bastante en la relatividad general para explicar el origen y expansión del universo. Pero su trabajo más reconocido se centró en los mismos objetos que Einstein rechazó: los agujeros negros.
Además de estudiar los efectos de estas regiones cósmicas en el espacio y en el tiempo, Hawking postuló que deberían emitir partículas y evaporarse eventualmente si dejan de consumir materia. Esta teoría se hizo conocida como la radiación de Hawking.
El físico británico falleció el 14 de marzo de 2018.
En la actualidad, cada nuevo hallazgo sobre los agujeros negros, que ahora sabemos que existen, pone a prueba las teorías de estos grandes físicos. Y hasta ahora les ha dado casi siempre la razón.
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