Stephen Hawking - krótka historia życia genialnego astrofizyka

14 marca 2018 zmarł brytyjski astrofizyk Stephen Hawking. Jak donosi jego agencja Public Relations, odszedł nad ranem w swoim domu w Cambridge w wieku 76 lat. Nauka straciła wielkiego myśliciela i wizjonera, który swoją pracą wniósł wiele zrozumienia w dziedziny astronomii, zajmujące się czarnymi dziurami i początkami stworzenia Wszechświata. Sławę przyniosły mu przede wszystkim jego publiczne wystąpienia oraz prace popularnonaukowe, a przede wszystkim książki pt. Krótka Historia Czasu oraz Wielki Projekt. Dzięki nim zdobył liczącą miliony publikę i mimo że nie udało mu się zdobyć nagrody Nobla, porównywany jest często do takich osobistości jak chociażby Albert Einstein, z którym zresztą dzielił zakres zainteresowań naukowych. W tej obsesyjnej chęci zrozumienia świata, nie wyhamowała go nawet paraliżująca choroba. Hawking wydawał się nie mieć czasu na umieranie. Żył z resztą o wiele dłużej, niż początkowo szacowali lekarze.

Stephen Hawking był nie tylko geniuszem, ale i wojownikiem. Mimo okrutnej choroby, wydawał się nie ustawać w dążeniach do całkowitego poznania, czym jest Wszechświat i skąd się on w ogóle wziął.

Stephen Hawking nigdy nie był kujonem.

Stephen Hawking nigdy nie przypuszczał, że stanie się sławny. W autobiografii pt. Moja krótka historia przyznaje, że był przeciętnym uczniem i chwali się tym, iż studiując na Oxfordzie z początkiem lat 60. XX wieku, nieczęsto spędzał nad książkami więcej niż godzinę dziennie. Nadmienia z resztą, że w tamtych czasach bycie prymusem nie było na topie. Liczył się przede wszystkim krąg znajomych oraz prywatki. Tak bardzo bał się przylgnięcia do niego łatki ślęczącego nad książkami szaraczka, że - jak przyznaje - zdał egzaminy końcowe tylko dlatego, że w przeciwnym razie groził mu jedynie kolejny rok w Oxfordzie. Ten angielski humor Hawking zachował do końca swoich dni. Początki na nowej uczelni, w Cambridge również były trudne. Nie tyle już jednak ze względu na natłok nauki, ale z powodu wykrytej u Hawkinga choroby.

Genialny astrofizyk Stephen Hawking zmarł w wieku 76 lat

Szkoda mi czasu na denerwowanie się na chorobę. To nic nie da.

W wieku 21 lat zostało u niego zdiagnozowane stwardnienie zanikowe boczne, które sukcesywnie, przez resztę życia paraliżowało kolejne części jego ciała i zmusiło do życia na wózku inwalidzkim. Kiedy w wieku 44 lat zapadł na ciężkie zapalenie płuc, w wyniku którego stracił również głos, kalifornijski programista Walter Woltosz napisał dla profesora system Words+ Equalizer, który po wprowadzeniu przez naukowca zaledwie kilku pierwszych liter, był w stanie przewidywać jakich słów zamierza on użyć. Do obsługi fizyk wykorzystywał mikroruchy swoich palców i nadgarstka. W trakcie, jak choroba postępowała, trzeba było uciekać się do innych rozwiązań. W 1997 roku dzięki rozwiązaniu firmy Intel, naukowiec otrzymał dużo prostsze i efektywniejsze urządzenie, sterowane ruchami policzków, pośrednio za pomocą fotokomórki wbudowanej w jego okulary. Do swojej choroby Hawking podchodził mówiąc: Szkoda mi czasu na denerwowanie się na chorobę. To nic nie da. Życie musi trwać dalej, a wydaje mi się, że radzę sobie z nim nie najgorzej.

Krótka historia pewnego wykładu.

Mając 23 lata, w Cambridge Hawking uczęszczał na zajęcia fizyka i matematyka Rogera Penrose'a. Na jednym z wykładów, poświęconych czarnym dziurom, Hawking zauważył, że jeżeli materia potrafi zniknąć w przestrzeni, to może jest w stanie tak samo - z nicości - się pojawiać. Tak zaczęła się jego przygoda z czarnymi dziurami i badaniem pochodzenia Wszechświata. Postulował on, że Wszechświat mógł wziąć się z Osobliwości, która wywołała Wielki Wybuch, który z kolei był procesem odwrotnym do powstawania czarnej dziury. Wówczas domniemania te pozostawały jedynie w sferze hipotetycznej. Upłynęło jeszcze wiele czasu, zanim astronomowie na własne oczy ujrzeli czarną dziurę (a raczej to, co świadczyło o jej obecności). Nie przeszkadzało to jednak Hawkingowi, w wysunięciu daleko idących wniosków, że każda czarna dziura może być początkiem nowego Wszechświata.

Celem życia Hawkinga wydawało się pełne zrozumienie na czym polega i skąd wziął się Wszechświat. Dążył on do odkrycia tzw. Teorii Wszystkiego.

Intel Core i7-8670 - nowy 6-rdzeniowiec na horyzoncie

Zabawy z grawitacją i czarnymi dziurami.

Aby zrozumieć, nad czym pracował Hawking należy chociażby pobieżnie przyswoić sobie kilka zagadnień astrofizyki. Po pierwsze warto upewnić się, że wiemy czym jest grawitacja. Wielu z nas wynosząc błędne rozumowanie ze szkoły poprzestaje na rozumieniu grawitacji jako na sile przyciągania. Jest ono jednak czymś więcej, bo już Ogólna Teoria Względności (OTW) Einsteina mówi, że grawitacja jest jedynie bezpośrednim skutkiem zakrzywienia czasoprzestrzeni przez materię. Nie tak, jak chociażby w elektromagnetyzmie, gdzie przeciwne bieguny bezpośrednio na siebie oddziałują. Opisując grawitację w skali makro, wygląda to tak, jakbyśmy umieścili planety na płótno, a ich ciężar sprawiał, że owo płótno się ugina. Wklęśnięcie zaś prowadzi do tego, że inne, pobliskie ciała (planety) wpadają w jego obszar. Czarne dziury powstają poprzez nagromadzenie dostatecznie dużej masy, jak podczas zapadania grawitacyjnego ogromnych gwiazd, pod koniec ich życia. Z uwagi na masę czarnych dziur, z ich pola grawitacyjnego nic nie może uciec, także światło (stąd nazwa). Skoro więc osobliwość taka pochłania przestrzeń, materię i czas, to Hawking zadał trafne pytanie, czy z drugiej strony nie może ona eksplodować tym samym, tworząc nowe Wszechświaty.

Promieniowanie Hawkinga.

Podczas swych badań nad tajemniczymi czarnymi dziurami, Hawking musiał zmagać się z coraz mocniej dochodzącą do głosu mechaniką kwantową. Ta nowa fizyka - jak niekiedy się ją nazywa - zupełnie zdawała się drwić z dotychczasowych osiągnięć naukowców. Okazało się bowiem, że o ile prawa takie jak OTW działają w makroskali, tak w mikroskali (na poziomie subatomowym) panuje zupełny chaos. Elektrony nie krążą wokół jądra niczym planety wokół Słońca, a zachowują się zupełnie nieprzewidywanie, pojawiając się i znikając w przypadkowych miejscach. O ile Hawking był pewien swojej hipotezy o powstawaniu Wszechświatów oraz przekonany o poprawności OTW, to mechanika kwantowa zupełnie wytrąciła go z równowagi. Za nowy cel życiowy obrał sobie odtąd znalezienie teorii, która połączyłaby OTW, mechanikę kwantową jak i inne podstawowe prawa fizyczne. W wieku 28 lat postulował, że każda para cząsteczek (materia i antymateria), będąc w obszarze horyzontu zdarzeń czarnej dziury, zachowuje się inaczej niż zazwyczaj, to znaczy nie anihiluje ze sobą. O ile ujemna cząsteczka miała być pochłaniana przez czarną dziurę, to dodatniej udaje się uciec w formie promieniowania. Po przedstawieniu teorii Hawkinga, cały świat był w szoku nie tylko dlatego, że mówiono iż coś może uciec czarnej dziurze, ale i dlatego, ze Promieniowanie Hawkinga było pierwszą teorią na miarę Teorii Wszystkiego - łączyła bowiem świat Ogólnej Teorii Względności oraz mechaniki kwantowej.

Teoria Promieniowania Hawkinga bardzo mocno zbliżyła do siebie świat tradycyjnej fizyki oraz nowego, kwantowego podejścia.

Dlaczego siła grawitacji zmalała? Teoria strun.

Wszystko wydawało się Hawkingowi pasować. Odkrył, a przynajmniej teoretycznie, skąd i dlaczego wziął się Wszechświat, upatrując odpowiedzi w czarnych dziurach. Dodatkowo ładnie spasował dwie, dotąd nie współgrające elementy nauki starej i nowej fizyki. Niestety niedługo później świat naukowców zajął się nowym tematem, powracającym do kwestii grawitacji. Badając mikrofalowe promieniowanie tła po Wielkim Wybuchu, dopatrzono się, iż z początkiem czasu grawitacja była tak samo silna jak elektromagnetyzm. Aby wytłumaczyć, dlaczego siła ta osłabła z czasem przedstawiono tzw. Teorię Strun, która to wydaje się dość skutecznie wygryzła Promieniowanie Hawkinga z wyścigu o miano Teorii Wszystkiego. Teoria Strun zakłada, że nasz świat prócz trzech widzialnych wymiarów, zbudowany jest z jeszcze minimum sześciu kolejnych, a wszystkie elementy Wszechświata zbudowane są z tzw. strun. Powodem, dla którego grawitacja osłabła zdają się być zapętlone, niewidzialne dla człowieka wymiary, po których grawitacja rozlała się, tym samym tracąc moc. Teoria Strun, mimo iż konkurowała z naukami Hawkinga, zainteresowała go zwłaszcza postulowaniem istnienia Multiwszechświatów, gdzie każdy z Wszechświatów miał być zamknięty w oddzielnej bańce. Hawking pokładał także wielkie nadzieje z wynikach badań, przeprowadzanych w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Spodziewał się wytworzenia małych czarnych dziur, które miałyby niemal natychmiast wyparowywać. Mimo iż wyniki eksperymentów doprowadziły do nieco innych efektów (do odkrycia niezmiernie ważnego dla świata nauki Bozonu Higgsa), a nie do potwierdzenia teorii Hawkinga, to następne, przyszłe eksperymenty mające miejsce w Genewie nie będą już niestety udziałem brytyjskiego astrofizyka.

Mimo, iż większość dokonań Stephena Hawkinga pozostawała w obrębie spekulacji, to bez wątpienia trzeba przyznać, że jego upór w walce nie tylko z chorobą, ale i teoriami innych naukowców przyczynił się do rozwoju dalszych badań. Weźmy chociaż pod uwagę teorię, która mówi, że czarne dziury są tunelami do innych wymiarów. Takie postulaty możemy zawdzięczać pośrednio właśnie teoretyzowaniom Hawkinga. Być może nie odkrył niczego spektakularnego, jednak nie można zaprzeczyć, że podobnie jak Leonardo da Vinci był wielkim wizjonerem, na którego planach i naukach skorzysta jeszcze zapewne wiele przyszłych pokoleń. W dniu śmierci Hawkinga, Uniwersytet Cambridge opublikował film, w którym studenci i koledzy wspominają naukowca serią wspólnych zdjęć, a w tle usłyszymy należące do profesora syntezowane przez program słowa: To był wyjątkowy czas, by istnieć oraz by prowadzić badania jako fizyk. Nasze spojrzenie na świat przez ostatnich 50 lat zupełnie się zmieniło. Cieszę się, że mogłem wnieść w to spojrzenie także swój wkład. Hawking odszedł zostawiając trójkę dzieci. Był także dwukrotnie żonaty, choć często powtarzał, że jedyne czego w świecie nie rozumie, to kobiet.