Μάθετε περισσότερα για έναν από τους πυλώνες της επιστήμης σε αυτή τη σύντομη ανάρτηση στο ιστολόγιο.
Ποια ήταν η ιστορία του Στίβεν Χόκινγκ;
Ο Στίβεν Χόκινγκ είναι ένας παγκοσμίου φήμης Βρετανός θεωρητικός φυσικός, γνωστός για τη συμβολή του στους τομείς της κοσμολογίας, της γενικής σχετικότητας και της κβαντικής βαρύτητας, ιδίως στο πλαίσιο των μαύρων οπών. Στις δεκαετίες του 1960 και 1970, εργάστηκε πάνω σε πρωτοποριακά θεωρήματα σχετικά με τις ιδιομορφίες στη γενική σχετικότητα και έκανε τη θεωρητική πρόβλεψη ότι οι μαύρες τρύπες θα πρέπει να εκπέμπουν ακτινοβολία (σήμερα γνωστή ως ακτινοβολία Χόκινγκ). Έχει επίσης δημοσιεύσει πολλά δημοφιλή επιστημονικά βιβλία στα οποία αναλύει τις δικές του θεωρίες και την κοσμολογία γενικότερα, συμπεριλαμβανομένου του μπεστ σέλερ “Μια σύντομη ιστορία του χρόνου”, και θεωρείται ένα από τα μεγαλύτερα μυαλά της φυσικής μετά τον Άλμπερτ Αϊνστάιν. Με δικά του λόγια: “Ο στόχος μου είναι απλός. Είναι να κατανοήσω πλήρως το σύμπαν, γιατί είναι έτσι όπως είναι και γιατί υπάρχει καθόλου.”
Ο Stephen William Hawking γεννήθηκε στις 8 Ιανουαρίου 1942 στην Οξφόρδη της Αγγλίας, εν μέσω του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Μετά τη γέννησή του στη σχετική ασφάλεια της Οξφόρδης, η οικογένεια επέστρεψε στο Λονδίνο, όπου ο πατέρας του διηύθυνε το τμήμα παρασιτολογίας του Εθνικού Ινστιτούτου Ιατρικών Ερευνών, παρά τον συνεχή κίνδυνο βομβαρδισμών από τη γερμανική αεροπορία. Το 1950 ο Χόκινγκ μετακόμισε με την οικογένειά του στο Σεντ Άλμπανς, όπου φοίτησε στο Γυμνάσιο Θηλέων Σεντ Άλμπανς από το 1950 έως το 1953 (τα αγόρια μπορούσαν να φοιτήσουν μέχρι την ηλικία των 10 ετών), ενώ από την ηλικία των 11 ετών φοίτησε στο Σχολείο Σεντ Άλμπανς, όπου ήταν καλός, αν και όχι εξαιρετικός μαθητής.
Το 1959 κέρδισε υποτροφία στο University College της Οξφόρδης, το παλιό κολέγιο του πατέρα του, όπου σπούδασε φυσική υπό τον Robert Berman (κυρίως επειδή η προτίμησή του, τα μαθηματικά, δεν προσφερόταν εκεί) και όπου άρχισε να ενδιαφέρεται ιδιαίτερα για τη θερμοδυναμική, τη σχετικότητα και την κβαντομηχανική. Παρά τις μερικές φορές χαλαρές συνήθειες μελέτης του και την πλήξη του για την πανεπιστημιακή ζωή, αποφοίτησε το 1962 με πτυχίο πρώτης τάξης.
Μετά την αποφοίτησή του, πέρασε ένα σύντομο χρονικό διάστημα μελετώντας τις ηλιακές κηλίδες στο Αστεροσκοπείο του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης. Ωστόσο, σύντομα συνειδητοποίησε ότι τον ενδιέφερε περισσότερο η θεωρία παρά η παρατήρηση, και έφυγε από την Οξφόρδη για το Trinity Hall του Cambridge, όπου σπούδασε για ένα διάστημα υπό τον Fred Hoyle, τον πιο διακεκριμένο Άγγλο αστρονόμο της εποχής.
Αμέσως μετά την άφιξή του στο Κέιμπριτζ, σε ηλικία 21 ετών, ο Χόκινγκ άρχισε να εμφανίζει τα πρώτα συμπτώματα της αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης (ALS ή “νόσος του Λου Γκέριγκ”), ενός τύπου ασθένειας των κινητικών νευρώνων που θα τον έκανε τελικά να χάσει σχεδόν κάθε νευρομυϊκό έλεγχο. Αν και οι γιατροί προέβλεψαν (λανθασμένα) ότι ο Χόκινγκ δεν θα επιβίωνε περισσότερο από δύο ή τρία χρόνια, έχασε σταδιακά τη χρήση των χεριών, των ποδιών και της φωνής του, μέχρι που έγινε σχεδόν εντελώς παράλυτος και τετραπληγικός.
Το 1965, παρακολούθησε μια διάλεξη του Άγγλου μαθηματικού Roger Penrose, ο οποίος είχε μόλις δημοσιεύσει ένα επαναστατικό άρθρο για τις ιδιομορφίες του χωροχρόνου (γεγονότα στα οποία οι νόμοι της φυσικής φαίνεται να καταρρέουν). Ο Χόκινγκ ανέκτησε την ενέργειά του και αφοσιώθηκε με νέο σθένος στη μελέτη της θεωρητικής αστρονομίας και της κοσμολογίας, ιδίως στον τομέα των μαύρων οπών και των ιδιομορφιών. Αργότερα θα συνεργαζόταν με τον Penrose σε αρκετές σημαντικές εργασίες πάνω σε αυτά τα θέματα.
Ένα άλλο σημείο καμπής στη ζωή του ήρθε επίσης το 1965, με τον γάμο του με μια φοιτήτρια ξένων γλωσσών, την Jane Wilde. Με τη βοήθειά της και τη βοήθεια του καθηγητή του διδακτορικού του, Dennis Sciama, ο Χόκινγκ ολοκλήρωσε το διδακτορικό του και έγινε ερευνητής και στη συνέχεια καθηγητής στο Gonville and Caius College του Κέιμπριτζ.
Το 1968 εντάχθηκε στο προσωπικό του Ινστιτούτου Αστρονομίας του Κέιμπριτζ, όπου παρέμεινε μέχρι το 1973, και άρχισε να εφαρμόζει τους νόμους της θερμοδυναμικής στις μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας εξαιρετικά πολύπλοκα μαθηματικά. Στα τέλη της δεκαετίας του 1960, ο ίδιος και ο φίλος του και συνάδελφός του στο Κέιμπριτζ Ρότζερ Πένροουζ εφάρμοσαν ένα νέο πολύπλοκο μαθηματικό μοντέλο που είχαν δημιουργήσει με βάση τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, το οποίο οδήγησε τον Χόκινγκ στην απόδειξη του πρώτου από τα πολλά θεωρήματα της ιδιομορφίας το 1970. Αυτό το θεώρημα παρείχε ένα σύνολο επαρκών συνθηκών για την ύπαρξη μιας ιδιομορφίας στο χωροχρόνο και υπονοούσε επίσης ότι ο χώρος και ο χρόνος θα είχαν πράγματι μια αρχή σε ένα γεγονός τύπου Big Bang και θα τελείωναν στις μαύρες τρύπες. Στην πραγματικότητα, αντέστρεψε την ιδέα του Penrose ότι η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας θα οδηγούσε αναγκαστικά σε μια ιδιομορφία, αποδεικνύοντας ότι ήταν μια ιδιομορφία που οδήγησε στη δημιουργία του ίδιου του σύμπαντος.
Σε συνεργασία με τους Brandon Carter, Werner Israel και David Robinson, παρείχε μια μαθηματική απόδειξη του “θεωρήματος χωρίς τρίχες” του John Wheeler, σύμφωνα με το οποίο κάθε μαύρη τρύπα περιγράφεται εξ ολοκλήρου από τις τρεις ιδιότητες της μάζας, της στροφορμής και του ηλεκτρικού φορτίου, και πρότεινε τους τέσσερις νόμους της μηχανικής των μαύρων οπών, παρόμοιους με τους τέσσερις κλασικούς νόμους της θερμοδυναμικής. Με βάση την ανάλυση των εκπομπών ακτίνων γάμμα, πρότεινε επίσης ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες ή “μίνι μαύρες τρύπες” θα είχαν σχηματιστεί μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Το 1974, ο Χόκινγκ και ο Τζέικομπ Μπέκενσταϊν απέδειξαν ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι στην πραγματικότητα εντελώς μαύρες, αλλά ότι πρέπει να δημιουργούν και να εκπέμπουν θερμικά υποατομικά σωματίδια, γνωστά σήμερα ως ακτινοβολία Χόκινγκ, μέχρι να εξαντλήσουν τελικά την ενέργειά τους και να εξατμιστούν. Το γεγονός αυτό έδωσε επίσης αφορμή για το λεγόμενο “παράδοξο της πληροφορίας” ή “παράδοξο του Χόκινγκ”, σύμφωνα με το οποίο η φυσική πληροφορία (που χονδρικά σημαίνει την ταυτότητα και τις διακριτές ιδιότητες των σωματιδίων) φαίνεται να χάνεται εντελώς στο σύμπαν, σε αντίθεση με τους αποδεκτούς νόμους της φυσικής. Ο Hawking υπερασπίστηκε αυτό το παράδοξο ενάντια στα επιχειρήματα του Leonard Susskind και άλλων επί τριάντα χρόνια, μέχρι που το 2004 ανακάλεσε την άποψή του.
Αυτά τα επιτεύγματα αιχμής έγιναν παρά την αυξανόμενη παράλυση που προκαλούσε η ALS του Hawking. Μέχρι το 1974, δεν μπορούσε να τραφεί μόνος του ή να σηκωθεί από το κρεβάτι, και η ομιλία του ήταν τόσο φτωχή που μπορούσε να γίνει κατανοητή μόνο από ανθρώπους που τον γνώριζαν καλά. Το 1985 προσβλήθηκε από πνευμονία και χρειάστηκε να υποβληθεί σε τραχειοτομή, η οποία τον άφησε εντελώς ανίκανο να μιλήσει, αν και διάφοροι φίλοι και ευεργέτες συνεργάστηκαν για την κατασκευή μιας συσκευής που του επέτρεπε να γράφει σε έναν υπολογιστή χρησιμοποιώντας μικρές κινήσεις του σώματός του και στη συνέχεια να προφέρει αυτό που είχε γράψει χρησιμοποιώντας έναν συνθέτη φωνής.
Το 1973 εγκατέλειψε το Ινστιτούτο Αστρονομίας για το Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής και, το 1979, διορίστηκε Λουκάς καθηγητής Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, θέση την οποία κατείχε επί 30 χρόνια μέχρι τη συνταξιοδότησή του το 2009. Απέκτησε τρία παιδιά με την Τζέιν Γουάιλντ: τον Ρόμπερτ (1967), τη Λούσι (1969) και τον Τίμοθι (1979), αλλά το ζευγάρι χώρισε τελικά το 1991, προφανώς λόγω της πίεσης της διασημότητας του Χόκινγκ και της αυξανόμενης αναπηρίας του.
Η πρωτοποριακή έρευνα του Χόκινγκ του χάρισε σημαντική φήμη και διασημότητα. Το 1974, σε ηλικία 32 ετών, εξελέγη ένα από τα νεότερα Μέλη της Βασιλικής Εταιρείας. Έγινε Διοικητής του Τάγματος της Βρετανικής Αυτοκρατορίας (CBE) το 1982 και Συνταγματάρχης της Τιμής το 1989. Έχει συγκεντρώσει δώδεκα τιμητικούς τίτλους, καθώς και πολυάριθμα άλλα βραβεία, μετάλλια και διακρίσεις, συμπεριλαμβανομένου του βραβείου Άλμπερτ Αϊνστάιν, του πιο σημαντικού βραβείου στη θεωρητική φυσική. Έγινε επίσης γνωστός στο ευρύτερο κοινό, ιδίως μετά το βιβλίο του “Μια σύντομη ιστορία του χρόνου” (1988), που έγινε διεθνές μπεστ σέλερ, και τις συνέχειές του “Το σύμπαν εν συντομία” (2001) και “Μια πιο σύντομη ιστορία του χρόνου” (2005).
Συνέχισε την έρευνά του για την έκρηξη των μαύρων οπών, τη θεωρία των χορδών και τη γέννηση μαύρων οπών στον δικό μας γαλαξία. Το έργο του ανέδειξε επίσης την ανάγκη ενοποίησης της γενικής σχετικότητας και της κβαντικής θεωρίας σε μια ολοκληρωμένη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, γνωστή ως “θεωρία των πάντων”, ιδίως αν θέλουμε να εξηγήσουμε τι πραγματικά συνέβη τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης. Ήδη από το 1974, η θεωρία του για την εκπομπή ακτινοβολίας Χόκινγκ από τις μαύρες τρύπες ήταν ίσως ένα από τα πρώτα παραδείγματα μιας θεωρίας που συνθέτει, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό, την κβαντομηχανική και τη γενική σχετικότητα.
Οι αναρίθμητες άλλες επιστημονικές έρευνες του Χόκινγκ κατά τη διάρκεια των ετών περιλαμβάνουν τη μελέτη της κβαντικής κοσμολογίας, του κοσμικού πληθωρισμού, της παραγωγής ηλίου σε ανισότροπα σύμπαντα της Μεγάλης Έκρηξης, της κοσμολογίας του “Big N”, του πίνακα πυκνότητας του σύμπαντος, της τοπολογίας και της δομής του σύμπαντος, των μωρών συμπάντων, των στιγμιονίων Yang-Mills και του πίνακα S, αντι-de Sitter χώρος, κβαντική διεμπλοκή και εντροπία, η φύση του χώρου και του χρόνου και το βέλος του χρόνου, χωροχρονικός αφρός, θεωρία χορδών, υπερβαρύτητα, ευκλείδεια κβαντική βαρύτητα, η βαρυτική Χαμιλτονιανή, θεωρίες βαρύτητας Brans-Dicke και Hoyle-Narlikar, βαρυτική ακτινοβολία, ολογραφία, συμμετρία του χρόνου και σκουληκότρυπες.
Δεν φοβήθηκε ποτέ να προκαλέσει αντιπαραθέσεις, άρχισε μάλιστα να αμφισβητεί την ίδια τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης τη δεκαετία του 1980, προτείνοντας ότι μπορεί να μην υπήρξε ποτέ αρχή και ότι δεν θα υπήρχε τέλος, αλλά μόνο αλλαγές, μια συνεχής μετάβαση από το ένα “σύμπαν” στο άλλο μέσω εμπλοκών στο χωροχρόνο. Ανέπτυξε την “απεριόριστη πρότασή” του σε συνεργασία με τον Αμερικανό φυσικό Τζιμ Χαρτλ. Στο πλαίσιο της κλασικής γενικής σχετικότητας, το σύμπαν πρέπει είτε να είναι απείρως παλιό είτε να έχει ξεκινήσει με μια ιδιομορφία, αλλά η πρόταση του Χόκινγκ και του Χαρτλ θέτει μια τρίτη πιθανότητα: το σύμπαν είναι πεπερασμένο αλλά δεν είχε μια αρχική ιδιομορφία για να δημιουργήσει ένα όριο. Η ιστορία αυτού του απεριόριστου σύμπαντος στον “φανταστικό χρόνο” μπορεί ίσως να εξεταστεί καλύτερα χρησιμοποιώντας την αναλογία της επιφάνειας της Γης, με τη Μεγάλη Έκρηξη να ισοδυναμεί με τον Βόρειο Πόλο της Γης και το μέγεθος του σύμπαντος να αυξάνεται με τον φανταστικό χρόνο καθώς κινείται κανείς νότια του ισημερινού.
Το 1995 ο Χόκινγκ παντρεύτηκε τη νοσοκόμα του, Ελέιν Μέισον, αν και χώρισαν το 2006 εν μέσω ανεπιβεβαίωτων φημών για σωματική κακοποίηση, και έκτοτε έχει συμφιλιωθεί με την πρώτη του σύζυγο, Τζέιν. Το 2003, ο Χόκινγκ αρρώστησε επικίνδυνα από πνευμονία, πριν εκπλήξει και πάλι τους γιατρούς του αναρρώνοντας και αφιερώνοντας τον εαυτό του όλο και περισσότερο στο έργο του.
Το 2004, ανέτρεψε ριζικά έναν από τους αμφιλεγόμενους ισχυρισμούς του για τις μαύρες τρύπες (καταστρέφουν ό,τι πέφτει μέσα τους και καμία πληροφορία δεν μπορεί να ανακτηθεί από μια μαύρη τρύπα), υποστηρίζοντας ότι οι νέες ανακαλύψεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση του “παράδοξου της πληροφορίας των μαύρων οπών”. Στον νέο ορισμό του για τις μαύρες τρύπες, ο ορίζοντας γεγονότων δεν είναι τόσο καλά οριοθετημένος και μπορεί να μην κρύβει εντελώς τα πάντα μέσα σε αυτόν από το εξωτερικό, και υιοθέτησε την έννοια του πολυσύμπαντος για να βοηθήσει στην εξήγηση της διατήρησης της πληροφορίας στις μαύρες τρύπες.
Οι απόψεις του Χόκινγκ σχετικά με την ύπαρξη του Θεού έχουν αποτελέσει αντικείμενο πολλών συζητήσεων, ιδίως μετά τη δημοσίευση το 1988 του βιβλίου Μια σύντομη ιστορία του χρόνου, στο οποίο πιστεύει ότι η ανακάλυψη μιας συνολικής θεωρίας των πάντων θα μας επιτρέψει να “γνωρίσουμε το μυαλό του Θεού”, κάτι που ορισμένοι ερμηνεύουν ως κυριολεκτικό και άλλοι ως λογοτεχνικό. Ωστόσο, στο βιβλίο του The Grand Design του 2010, δηλώνει απερίφραστα ότι “η αυθόρμητη δημιουργία είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχει κάτι και όχι το τίποτα, ο λόγος για τον οποίο υπάρχει το σύμπαν, ο λόγος για τον οποίο υπάρχουμε εμείς. Δεν χρειάζεται να επικαλεστείς τον Θεό… για να βάλεις το σύμπαν σε κίνηση.”
Ο Χόκινγκ εγκατέλειψε τη θέση του ως Λουκάς καθηγητής Μαθηματικών στο Κέιμπριτζ το 2009, σύμφωνα με την πολιτική συνταξιοδότησης του πανεπιστημίου, και δέχτηκε μια διακεκριμένη ερευνητική έδρα στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Perimeter στο Βατερλό του Καναδά. Την ίδια χρονιά, του απονεμήθηκε το Προεδρικό Μετάλλιο της Ελευθερίας, η υψηλότερη πολιτική τιμή των Ηνωμένων Πολιτειών.
Ο Stephen Hawking πέθανε σε ηλικία 76 ετών στις 13 Μαρτίου 2018.
Μάθετε περισσότερα γι’ αυτόν στο επόμενο άρθρο μας: Ποιος ήταν ο Έντουιν Χαμπλ;”