1. Stephen W.Hawking
Historia do tempo
Do Big Bang aos buracos negros
Andrea Fdez Novoa .
Filosofía da Ciencia e da
Tecnoloxía. 2º BAC.
Prof: Luís Martínez Costas.

2. 1. A nosa imaxe do Universo
• Hawking afirma que un Universo en expansión non exclúe a existencia
dun creador pero sí limita o momento no que levou a cabo a creación; así
e todo centra o comezo do libro nomeando as teorías sobre a Terra, o
Sistema Solar e os límites do Universo propostos polos primeiros
científicos, desde Aristóteles ata Einstein pasando por Newton, Kant,
Hubble e Kepler.
”Calquera teoría física é sempre provisional, no sentido de que é solo unha hipótese:
nunca se pode probar”

3. • O obxectivo final da ciencia é proporcionar unha única teoría que
describa o Universo, pero o método que seguen os científicos actuais é o
de separar o problema en dúas partes:
1. Leis que explican cómo cambia o Universo
2. Estado inicial do mesmo (esta é a que alberga a controversia sobre si o
estado inicial é obxecto da metafísica ou da relixión)
• As dúas teorías que seguen son:
Relatividade Xeral Mecánica cuántica
Dualidade onda-partícula

4. 2.Espazo e tempo
• As nosas ideas actuais sobre o movemento remóntanse a Galileo e
Newton, que explican as forzas de atracción entre dous corpos de masas
desiguais, a velocidade ou a traxectoria que seguen.
Por suposto que o aspecto máis destacable é a gravidade de Newton:
todo corpo atrae a todos os demáis cunha forza proporcional ás súas
masas.
• Outro tema a tratar é a relación espacio-
tempo entre raios de luz emitidos por unha estrela,
que é por exemplo o mesmo que sucede cando
lanzamos un croio a unha superficie plana de auga,
como un estanque.
A medidas espazo-tempo son cantidades
dinámicas.

5. 3. O Universo en expansión
• A idea de Universo inalterable que existiu e podería
seguir existindo sempre é reemplazado pola idea de
Universo dinámico, en expansión. Esta revolución é a
que aborda este capítulo en oposición a cómo a teoría
da Relatividade de Einstein implica que o Universo
debería ter un principio e, posiblemente, un final.
• Descríbense as ideas a favor da
expansión do infinito e as que
intentan derrubar a teoría dunha
singularidade como a do big bang
que pon en cuestión se o tempo é
finito ou infinito.
Suposto principio do Universo “A gravidade determina a evolución do Universo”

6. • Tamén se explica a proximidade ou lonxanía das estrelas baseado no
Efecto Doppler ( aparente cambio da frecuencia dunha onda producido
polo movemento da fonte que o produce respecto do seu observador.
Exemplo: o son dun tren antes, durante e despois de que pase ante nós), que
explicaría a cor roxiza (afástase) ou azul (achégase) que mostran ao longo
da súa vida.
Estrela que se afasta Estrela que se achega
Luz desprazada cara Lonxitude de onda
lonxitudes de onda máis curta
máis longas
Vermello Azul

7. 4.Principio de Incerteza
• Preséntase o determinismo de Laplace en contraposición ao Principio de
Incerteza:
Laplace – Determinismo Incerteza – Heisenberg
Arguméntase que se Non se pode determinar,
souberamos a posición do simultáneamente e con
Sol nun determinado precisión, certos pares de
momento, poderiamos variables físicas: posición e
empregar Newton para cantidade de movemento
calcular o seu estado en dun obxecto.
calquer outro instante.
Universo completamente Universo relativamente
determinista incerto

8. • Podería unificarse coa Relatividade Xeral, xa que ao fin e ao cabo, é a
estrutura base a grande escala do universo. Isto é denominado unha
teoría clásica: non ten en conta ou principio de incerteza e, por que? Non
conduce a ningunha disconformidade? A resposta é non, porque a
observación en tódolos campos gravitatorios (que normalmente
experimentan) é moi débil, excepto en dous casos:
Buracos Negros Big Bang
En campos gravitatorios tan
intensos, os efectos da mecánica
cuántica sí son importantes

9. 5.Partículas elementais e forzas naturais
• O sistema de división ou clasificación do contido do Universo en materia e
forzas que se segue empregando hoxe en día foi creado por Aristóteles ,
quen creía que o que formaba o Universo estaba formado por catro
elementos: terra, aire, lume e auga, os cales sufrían a acción de dúas
forzas, gravidade e lixeireza.
• Aristóteles tamén pensaba que dita materia era continua, indivisible,
aspecto refutado por Murray Gell-Mann, creador dos quarks: partículas
máis pequenas e que compoñían aos protóns e electróns.
Estrutura dun protón
formado por dous
quarks abaixo (down) e
un quark arriba (up)

10. 6. Buracos negros
• Para comprender qué é este fenómeno, debemos ter un mínimo de
coñecemento sobre o ciclo vital dunha estrela:
1. Unha cantidade grande de gas(hidróxeno) comeza a concentrarse sobre
si mesmo por acción da súa propia gravidade.
2. Conforme se contrae, os seus átomos comezan a chocar cada vez con
maior frecuencia e velocidade(o gas quéntase).
3. Ao cabo dun tempo, o gas quentarase tanto que os átomos fundiranse
formando Helio. O calor desprendido fai que a estrela brille.
4. O calor aumenta a presión de forma estable durante un longo período.
5. A estrela consumirá todo o seu hidróxeno e comezará arrefriarse e, polo
tanto, a contraerse.
O que pasa a partires de aquí só se leva estudado desde os anos vinte.

11. • Se a estrela ten unha masa menor a
unha cantidade determinada (calculada
no 1928 por Chandrashekar Raman),
poderá contraerse e estabilizarse para
dar lugar a unha enana branca. No caso
contrario, o campo gravitatorio é máis
intenso e, cando a estrela se reduce ata
un punto mínimo, os conos de luz(cap.1)
vólcanse cara dentro e a luz xa non pode
escapar. Se a luz non pode escapar(e non
existe nada que poida viaxar máis rápido
que ela), nada poderao facer tampouco.
Todo é arrastrado polo campo
gravitatorio. Obtense, pois, unha rexión
onde nada pode escapar: a esta rexión
chámaselle buraco negro. Os buracos negros primitivos
son masas de máis de mil
millóns de toneladas.

12. 7. Os buracos negros non son tan negros
• Hawking séguenos a contar características dos buracos negros, centrando
este capítulo na súa cor, a cal, segundo el, non é tan negra e oscura.
• A primeira vez que se plantexou este aspecto e publicou os seus cálculos
respecto ás emisións de radiación destes (relacionados ca cor), non foi ben
acollido na conferencia na que os estaba a explicar. Tempo despois, os
científicos que o estaban a escoitar aquel día, acabaron por acceder ás súas
hipóteses. Por exemplo: se un astronauta caese dentro dun buraco negro, a
súa masa aumentará e a enerxía equivalente a dita masa será devolta ao
Universo en forma de radiación, proceso ao que tamén chaman vulgarmente
como reciclado. Sería un tipo de inmortalidade, porque ”calquer sensación
persoal do tempo do propio astronauta non chegaría a ser procesada porque
antes de que iso pasase, sería despedazado dentro do abismo negro”.
Hawking seguiría traballando xunto cos demais científicos para chegar a
conclusións máis precisas.

13. 8.Orixe e destino do universo
• Explícase que, nas orixes do universo e segundo Alan Guth, o Universo
podería haber pasado nun periodo de expansión moi rápido, quente e
caótico. Estas altas temperaturas farían que as partículas estivesen
movéndose moi rápido e acadasen altas temperaturas o cal faría unificar
as forzas débiles, fortes e electromagnéticas nunha soa. A medida que o
Universo se expandía, se arrefriaba, producíndose a chamada transición
de fase: transformación dunha fase dun sistema termodinámico a outra.
Un exemplo corrente de transición de fase é a
conxelación de auga cando a arrefriamos. O
auga líquida é simétrica en cada punto e en
cada direción. Pero cando se forman cristais
de xeo, estes terán posicións definidas e
estarán aderezados, rompendo así a simetría
do auga.

14. 8.Orixe e destino do universo
• O autor crea un modelo do universo no que hai unha cuarta dimensión: un
tempo imaxinario (tempo real, multiplicado pola constante imaxinaria i):
A distancia desde o polo norte representaría o tempo imaxinario, e o tamaño
dun círculo a distancia constante do polo norte representaría o tamaño
espacial do universo. O universo comeza no polo norte como un único punto.
A medida que un se move cara ao sur, os círculos de latitude, a distancia
constante do polo norte, fanse máis grandes, e corresponden ao Universo
expandíndose no tempo imaxinario. O universo alcanzaría un tamaño
máximo no ecuador, e contraeríase co tempo imaxinario crecente ata un
único punto no polo sur.

15. 9. A frecha do tempo
• Este capítulo é máis interesante ca os demais no que a filosofía se refire,
xa que explica e debate por qué podemos recordar o pasado e non o
futuro. Se un pode ir cara o Norte, tamén pode dar a volta e dirixirse ao
Sur(véxase cap.8). Se un pode ir cara adiante no tempo imaxinario, tamén
podería volver atrás; o cal non sucede no tempo “real” como todos
sabemos. De onde provén esta diferenza entre pasado e futuro? Por qué
recordamos o pasado e non o futuro?
As leis da ciencia non distinguen ente pasado e futuro, e a explicación a
isto ven dada na 2ª lei da termodinámica: en calquera sistema pechado, a
desorde ou entropía sempre aumenta co tempo, algo tamén alcumado
frecha do tempo: distinción entre pasado e futuro dándolle dirección ao
tempo.

16. • Hai tres frechas do tempo:
1. Frecha termodinámica: dirección do tempo na que a desorde aumenta.
2. Frecha psicolóxica: dirección na que nós sentimos que transcorre o
tempo, na que recordamos o pasado pero non o futuro.
3. Frecha cosmolóxica: dirección do tempo do Universo, pola cal se
expande e non se contrae.
O progreso da raza humana na comprensión do universo veu creando un pequeno
recuncho de orden cada vez máis desordenado. Se ti recordases todas as palabras
destas diapositivas, estarías a recordar dous millóns de unidades(aprox.) de
información. Mais a enerxía desprendida e desordenada producida tamén por ti e
tamén mentres lías, provocará o aumento da desorde do Universo nuns 20 billóns de
billóns de unidades.

17. 10.A unificación da física
• Como ben indica o título, construír unha teoría unificada sobre o Universo
sería algo tremendamente revolucionario e positivo, xa que axudaría en
todos os aspectos teóricos e prácticos. Na mesma medida que é útil, é
difícil, mais os progresos feitos ata o momento por medio de teorías
parciais que describen acontecementos con hipóteses e outros con
números, son a nosa base científica actual.
Tense esperanza de atopar dita teoría unificada, consistente, sólida,
incapaz de conter datos erróneos ou cabos soltos, e que inclúa todas as
teorías parciais con aproximacións. Esta procura desesperada e necesaria
coñécese como “unificación da física”, para a cal por exemplo Einstein
empregou os seus dous últimos anos para acadala, que non conseguiu
polo pouco que se coñecían as forzas nucleares na súa época.

18. 11.Conclusión
• Atopámonos nun mundo desconcertante. Queremos darlle sentido ao
que vemos ao noso arredor e nos preguntamos, cal é a natureza do
universo? Cal é o noso lugar nel? Por qué é como é? Se de verdade
queremos chegar a unha resposta, debemos adoptar unha certa imaxe do
mundo. Os primeiros intentos (teóricos) de describir o Universo
involucraban a idea de que os sucesos e os fenómenos naturais eran
controlados ou estaban baixo o mando de espíritos, que habitaban en
vales, montañas ou ríos, incluíndo a Lúa ou o Sol. Os últimos 300 anos da
nosa historia foron os encargados de proporcionar feitos e datos moito
máis reais que estes supostos espíritos, deixándoos atrás co nome de
mitos e,creando xa desde un aspecto moito máis serio, leis e hipóteses.
Pero os encargados de definir a ciencia como o descubrimento destas leis
que nos permiten predicir acontecementos ata os límites impostos,
fomos e somos nós.

19. • Hawking decide rematar o libro respaldando que cunha teoría
completa(cap.10), o tempo sería comprensible para todos e non só para
uns poucos científicos. Polo tanto, todos, filósofos, científicos e o resto da
sociedade seriamos capaces de tomar parte na discusión de por qué
existe o universo e por qué existimos nós. Se atopásemos resposta a tal
cuestión, segundo di el mesmo, sería o triunfo definitivo da razón
humana, porque entón coñeceriamos o pensamento de Deus.