Jacob Bekenstein

Jacob Bekenstein

Jacob David Bekenstein (en hebreo: יעקב דוד בקנשטיין; 1 de mayo de 1947 – 16 de agosto de 2015) fue un físico teórico mexicano-estadounidense-israelí que realizó contribuciones fundamentales a los cimientos de la termodinámica de los agujeros negros y a otros aspectos de las conexiones entre la información y la gravitación.

Primeros años y educación

Jacob Bekenstein nació en Ciudad de México, hijo de Joseph y Esther (de soltera Vladaslavotsky), judíos polacos que emigraron a México. Se mudó a Estados Unidos durante su juventud, obteniendo la ciudadanía estadounidense en 1968. También fue ciudadano de Israel.

Bekenstein asistió al Instituto Politécnico de Brooklyn, ahora conocido como la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York, obteniendo tanto una licenciatura como una maestría en ciencias en 1969. Posteriormente, obtuvo un doctorado en la Universidad de Princeton en 1972, trabajando bajo la dirección de John Archibald Wheeler.

Bekenstein tuvo tres hijos con su esposa, Bilha. Los tres hijos, Yehonadav, Uriya y Rivka Bekenstein, se convirtieron en científicos. Bekenstein era conocido como un hombre religioso y creyente, y se le cita diciendo: "Veo el mundo como un producto de Dios; Él estableció leyes muy específicas y nos deleitamos descubriéndolas a través del trabajo científico".

Carrera científica

Para 1972, Bekenstein había publicado tres artículos influyentes sobre el fenómeno estelar de los agujeros negros, postulando el teorema de no-pelo y presentando una teoría sobre la termodinámica de los agujeros negros. En los años siguientes, Bekenstein continuó su exploración de los agujeros negros, publicando artículos sobre su entropía y masa cuántica.

Bekenstein fue investigador posdoctoral en la Universidad de Texas en Austin de 1972 a 1974. Luego emigró a Israel para dar conferencias y enseñar en la Universidad Ben-Gurión del Néguev en Beerseba. En 1978, se convirtió en profesor titular y en 1983, jefe del departamento de astrofísica.

En 1990, se convirtió en profesor en la Universidad Hebrea de Jerusalén y fue nombrado jefe de su departamento de física teórica tres años después. Fue elegido miembro de la Academia Israelí de Ciencias y Humanidades en 1997. Fue académico visitante en el Instituto de Estudios Avanzados en 2009 y 2010.

Además de conferencias y residencias en todo el mundo, Bekenstein continuó sirviendo como profesor Polak de física teórica en la Universidad Hebrea hasta su muerte a los 68 años, en Helsinki, Finlandia. Murió inesperadamente el 16 de agosto de 2015, pocos meses después de recibir el Premio Einstein de la Sociedad Estadounidense de Física "por su trabajo innovador sobre la entropía de los agujeros negros, que lanzó el campo de la termodinámica de los agujeros negros y transformó el largo esfuerzo por unificar la mecánica cuántica y la gravitación". Murió mientras estaba de visita en Helsinki.

Contribuciones a la física

En 1972, Bekenstein fue el primero en sugerir que los agujeros negros deberían tener una entropía bien definida. Escribió que la entropía de un agujero negro era proporcional al área de su horizonte de sucesos. Bekenstein también formuló la segunda ley generalizada de la termodinámica, la termodinámica de los agujeros negros, para sistemas que incluyen agujeros negros. Ambas contribuciones fueron confirmadas cuando Stephen Hawking (e, independientemente, Zeldovich y otros) propusieron la existencia de la radiación de Hawking dos años después. Hawking se había opuesto inicialmente a la idea de Bekenstein argumentando que un agujero negro no podía irradiar energía y, por lo tanto, no podía tener entropía. Sin embargo, en 1974, Hawking realizó un largo cálculo que lo convenció de que las partículas pueden efectivamente ser emitidas desde los agujeros negros. Hoy esto se conoce como radiación de Hawking. El asesor doctoral de Bekenstein, John Archibald Wheeler, también trabajó con él para desarrollar el teorema de no-pelo, una referencia al dicho de Wheeler de que "los agujeros negros no tienen pelo", a principios de la década de 1970. La sugerencia de Bekenstein fue probada como inestable, pero fue influyente en el desarrollo del campo.

Basándose en su trabajo sobre la termodinámica de los agujeros negros, Bekenstein también demostró el límite de Bekenstein: existe un máximo a la cantidad de información que puede almacenarse potencialmente en una región finita del espacio que tiene una cantidad finita de energía (lo cual es similar al principio holográfico).

En 1982, Bekenstein desarrolló un marco riguroso para generalizar las leyes del electromagnetismo para manejar constantes físicas inconstantes. Su marco reemplaza la constante de estructura fina por un campo escalar. Sin embargo, este marco para cambiar constantes no incorporaba la gravedad.

En 2004, Bekenstein impulsó la teoría de la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) de Mordehai Milgrom desarrollando una versión relativista. Se conoce como TeVeS por Tensor/Vector/Escalar e introduce tres campos diferentes en el espacio-tiempo para reemplazar el único campo gravitatorio.

Premios y reconocimientos

- Premio Ernst David Bergmann de Ciencia (Israel) en 1977

- Premio Landau de Investigación en Física (Israel) en 1981

- Primer premio de ensayo de la Gravity Research Foundation (Estados Unidos) en 1981

- Premio Rothschild en Ciencias Físicas en 1988

- Elegido miembro de la Academia Israelí de Ciencias y Humanidades en 1997

- Segundo premio de ensayo de la Gravity Research Foundation en 2001

- Elegido miembro de la Academia Mundial Judía de Ciencias en 2003

- Premio Weizmann en Ciencias Exactas (Tel Aviv, Israel) en 2011

- Premio Einstein de la Sociedad Estadounidense de Física en 2015

Obras publicadas

- J. D. Bekenstein, Information in the Holographic Universe. Scientific American, Volumen 289, Número 2, agosto de 2003, p. 61.

- J. D. Bekenstein y M. Schiffer, Quantum Limitations on the Storage and Transmission of Information, Int. J. of Modern Physics 1:355–422 (1990).

- J. D. Bekenstein, Entropy content and information flow in systems with limited energy, Phys. Rev. D 30:1669–1679 (1984) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Communication and energy, Phys. Rev A 37(9):3437–3449 (1988) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Entropy bounds and the second law for black holes, Phys. Rev. D 27(10):2262–2270 (1983). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Specific entropy and the sign of the energy, Phys. Rev. D 26(4):950–953 (1982). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and everyday physics, General Relativity and Gravitation, 14(4):355–359 (1982). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Universal upper bound to entropy-to-energy ratio for bounded systems, Phys. Rev. D 23:287–298 (1981). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Energy cost of information transfer, Phys. Rev. Lett 46:623–626. (1981). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black-hole thermodynamics, Physics Today, 24–31 (enero de 1980).

- J. D. Bekenstein, Statistical black hole thermodynamics, Phys. Rev. D 12:3077–3085 (1975). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Generalized second law of thermodynamics in black hole physics, Phys. Rev. D 9:3292–3300 (1974) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and entropy, Phys. Rev. D 7:2333–2346 (1973). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and the second law, Nuovo Cimento Letters 4:737–740 (1972).

- J. D. Bekenstein, Nonexistence of baryon number of static black holes, Phys. Rev. D 5:2403–2412 (1972). [citeseer]