Kiedy myślimy o najważniejszych postaciach w historii nauki, przychodzi na myśl wiele nazwisk. Einstein, Newton, Kepler, Galileo - wszyscy wielcy teoretycy i myśliciele, którzy pozostawili niezatarty ślad w ciągu swojego życia. W wielu przypadkach pełny zakres ich wkładów byłby doceniony dopiero po ich śmierci. Ale ci z nas, którzy żyją dzisiaj, mają szczęście, że mają wśród nas wielkiego naukowca, który wniósł znaczący wkład - dr Stephen Hawking.
Uważany przez wielu za „współczesnego Einsteina”, praca Hawkinga w kosmologii i fizyce teoretycznej nie miała sobie równych wśród jego współczesnych. Oprócz pracy nad osobliwościami grawitacyjnymi i mechaniką kwantową był także odpowiedzialny za odkrycie, że czarne dziury emitują promieniowanie. Co więcej, Hawking był ikoną kultury, popierając niezliczone przyczyny, występując w wielu programach telewizyjnych jako on sam i pisząc kilka książek, które uczyniły naukę dostępną dla szerszej publiczności.
Wczesne życie:
Hawking urodził się 8 stycznia 1942 r. (300. rocznica śmierci Galileusza) w Oksfordzie w Anglii. Jego rodzice, Frank i Isobel Hawking, byli studentami Oxford University, gdzie Frank studiował medycynę, a Isobel studiował filozofię, politykę i ekonomię. Para pierwotnie mieszkała w Highgate, na przedmieściach Londynu, ale przeprowadziła się do Oksfordu, aby uciec od bombardowań podczas II wojny światowej i bezpiecznie urodzić swoje dziecko. Oboje mieliby mieć dwie córki, Filippę i Maryję, i jednego adoptowanego syna, Edwarda.
Rodzina przeprowadziła się ponownie w 1950 r., Tym razem do St. Albans w Hertfordshire, ponieważ ojciec Stephena został szefem parazytologii w National Institute for Medical Research (obecnie część Francis Crick Institute). Podczas pobytu rodzina zyskała reputację bardzo inteligentnego, choć nieco ekscentrycznego. Mieszkali oszczędnie, mieszkając w dużym, zagraconym i źle utrzymanym domu, jeżdżąc po przerobionej taksówce i ciągle czytając (nawet przy stole).
Edukacja:
Hawking rozpoczął naukę w Byron House School, gdzie miał trudności z nauką czytania (co później obwinił o „postępowe metody” szkoły). W St. Albans ośmioletni Hawking uczęszczał do St. Albans High Szkoła dla dziewcząt przez kilka miesięcy (co w tym czasie było dozwolone dla młodszych chłopców). We wrześniu 1952 roku został zapisany do Radlett School na rok, ale pozostał w St. Albans przez większość swoich nastoletnich lat z powodu finansowych ograniczeń rodziny.
Będąc tam, Hawking poznał wielu przyjaciół, z którymi grał w gry planszowe, produkował fajerwerki, modelował samoloty i łodzie oraz prowadził długie dyskusje na różne tematy, od religii po postrzeganie pozazmysłowe. Od 1958 roku i przy pomocy nauczyciela matematyki, Dikrana Tahty, Hawking i jego przyjaciele zbudowali komputer z części zegara, starej centrali telefonicznej i innych elementów pochodzących z recyklingu.
Choć początkowo nie odniósł sukcesu naukowego, Hawking wykazał się znaczną zdolnością do przedmiotów naukowych i otrzymał przydomek „Einstein”. Zainspirowany przez swojego nauczyciela Tahta postanowił studiować matematykę na uniwersytecie. Ojciec miał nadzieję, że jego syn będzie uczęszczał do Oksfordu i studiował medycynę, ale ponieważ nie było wówczas możliwości studiowania matematyki, Hawking postanowił studiować fizykę i chemię.
W 1959 roku, gdy miał zaledwie 17 lat, Hawking zdał egzamin wstępny do Oksfordu i otrzymał stypendium. Przez pierwsze 18 miesięcy był znudzony i samotny, ponieważ był młodszy od swoich rówieśników i uważał pracę za „śmiesznie łatwą”. Podczas drugiego i trzeciego roku Hawking starał się nawiązać więź ze swoimi rówieśnikami i rozwinął się w popularnego studenta, dołączając do Oxford Boat Club i rozwijając zainteresowanie muzyką klasyczną i science fiction.
Kiedy przyszedł czas na jego końcowy egzamin, wyniki Hawkinga były słabe. Zamiast odpowiadać na wszystkie pytania, postanowił skupić się na teoretycznych pytaniach z fizyki i unikał tych, które wymagały wiedzy faktograficznej. Rezultatem był wynik, który postawił go na granicy wyróżnień pierwszej i drugiej kategorii. Potrzebując wyróżnień pierwszej klasy za planowane studia podyplomowe z kosmologii w Cambridge, został zmuszony do zdania egzaminu ustnego.
Zaniepokojony faktem, że był postrzegany jako leniwy i trudny student, Hawking tak opisał swoje przyszłe plany podczas viva: „Jeśli przyznasz mi First, pójdę do Cambridge. Jeśli otrzymam sekundę, zostanę w Oksfordzie, więc spodziewam się, że dasz mi pierwszą. ” Jednak Hawking był traktowany pod większym względem, niż mu się wydawało, i uzyskał tytuł licencjata pierwszej klasy (z wyróżnieniem), dzięki czemu mógł kontynuować pracę na uniwersytecie Cambridge w październiku 1962 r.
Hawking doświadczył pewnych początkowych trudności podczas pierwszego roku studiów doktoranckich. Znalazł swoje doświadczenie w matematyce jako nieodpowiednie do pracy w ogólnej teorii względności i kosmologii i został mianowany Dennis William Sciama (jeden z założycieli współczesnej kosmologii) jako jego superwizor, a nie zauważył astronoma Freda Hoyle'a (na którego liczył).
Ponadto podczas jego studiów podyplomowych zdiagnozowano u Hawkinga wczesne stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Podczas ostatniego roku w Oksfordzie doznał wypadku, w wyniku którego spadł ze schodów, a także zaczął mieć trudności z wiosłowaniem i przypadkami niewyraźnej mowy. Kiedy diagnoza nadeszła w 1963 roku, popadł w depresję i poczuł, że kontynuowanie studiów nie ma sensu.
Jednak jego poglądy wkrótce się zmieniły, ponieważ choroba postępowała wolniej niż przewidywali lekarze - początkowo dano mu dwa lata życia. Następnie, zachęcony przez Sciamę, wrócił do swojej pracy i szybko zyskał reputację blasku i zuchwałości. Zostało to wykazane, kiedy publicznie zakwestionował pracę znanego astronoma Freda Hoyle'a, który słynął z odrzucenia teorii Wielkiego Wybuchu, podczas wykładu w czerwcu 1964 r.
Kiedy Hawking rozpoczął studia podyplomowe, społeczność fizyczna toczyła wiele debat na temat dominujących teorii stworzenia wszechświata: teorii Wielkiego Wybuchu i teorii stanu stacjonarnego. W pierwszym z nich wszechświat powstał w gigantycznej eksplozji, w której powstała cała materia w znanym wszechświecie. W tym ostatnim stale powstaje nowa materia, gdy wszechświat się rozszerza. Hawking szybko dołączył do debaty.
Hawking został zainspirowany twierdzeniem Rogera Penrose'a, że osobliwość czasoprzestrzenna - punkt, w którym wielkości używane do pomiaru pola grawitacyjnego ciała niebieskiego stają się nieskończone - istnieje w środku czarnej dziury. Hawking zastosował to samo myślenie do całego wszechświata i napisał swoją pracę magisterską z 1965 roku na ten temat. Następnie otrzymał stypendium naukowe w Gonville i Caius College, a doktorat z kosmologii uzyskał w 1966 r.
W tym czasie Hawking poznał swoją pierwszą żonę, Jane Wilde. Chociaż spotkał ją na krótko przed diagnozą ALS, ich związek nadal się powiększał, gdy wrócił, aby ukończyć studia. Oboje zaręczyli się w październiku 1964 r. I pobrali się 14 lipca 1966 r. Hawking później powiedział, że jego związek z Wilde'em dał mu „coś, na co mogliby żyć”.
Osiągnięcia naukowe:
W swojej rozprawie doktorskiej, którą napisał we współpracy z Penrose, Hawking rozszerzył istnienie osobliwości do pojęcia, że wszechświat mógł powstać jako osobliwość. Ich wspólny esej - zatytułowany „Osobliwości i geometria czasoprzestrzeni” - zajął drugie miejsce w konkursie Fundacji Badań Grawitacyjnych w 1968 roku i podzielił się najwyższymi wyróżnieniami z jednym z Penrose, aby wygrać najbardziej prestiżową nagrodę Adamsa Cambridge w tym roku.
W 1970 roku Hawking stał się częścią programu wizytującego profesora Shermana Fairchilda Distinguished Scholars, co pozwoliło mu wykładać w California Institute of Technology (Caltech). W tym czasie on i Penrose opublikowali dowód, który obejmował teorie ogólnej teorii względności i kosmologii fizycznej opracowane przez Aleksandra Freidmanna.
Opierając się na równaniach Einsteina, Freidmann stwierdził, że wszechświat jest dynamiczny i zmienia się wraz z upływem czasu. Twierdził również, że czasoprzestrzeń ma geometrię, która jest określona przez jej ogólną gęstość masy / energii. Jeśli równa się gęstości krytycznej, wszechświat ma zerową krzywiznę (tj. Płaską konfigurację); jeśli jest mniej niż krytyczny, wszechświat ma ujemną krzywiznę (konfiguracja otwarta); a jeśli większy niż krytyczny, wszechświat ma dodatnią krzywiznę (konfiguracja zamknięta)
Zgodnie z twierdzeniem Hawkinga-Penrose'a o osobliwości, jeśli wszechświat rzeczywiście był posłuszny modelom ogólnej teorii względności, to musiał zacząć się od osobliwości. Zasadniczo oznaczało to, że przed Wielkim Wybuchem cały wszechświat istniał jako punkt o nieskończonej gęstości, który zawierał całą masę i czasoprzestrzeń, zanim fluktuacje kwantowe spowodowały jego gwałtowny rozwój.
Również w 1970 roku Hawking postulował tzw. Drugą zasadę dynamiki czarnej dziury. Wraz z Jamesem M. Bardeenem i Brandonem Carterem zaproponował cztery prawa mechaniki czarnej dziury, czerpiąc analogię z czterema prawami termodynamiki.
Te cztery prawa stwierdzają, że - dla stacjonarnej czarnej dziury horyzont ma stałą grawitację powierzchniową; w przypadku zaburzeń stacjonarnych czarnych dziur zmiana energii wiąże się ze zmianą pola powierzchni, pędu kątowego i ładunku elektrycznego; obszar horyzontu, przy założeniu słabego stanu energetycznego, nie zmniejsza funkcji czasu; i że nie jest możliwe utworzenie czarnej dziury o zanikającej grawitacji powierzchniowej.
W 1971 roku Hawking opublikował esej zatytułowany „Czarne dziury w ogólnej teorii względności”, w którym przypuszczał, że pole powierzchni czarnych dziur nigdy nie może się zmniejszyć, a zatem można wprowadzić pewne ograniczenia dotyczące ilości emitowanej przez nie energii. Ten esej zdobył nagrodę Hawking the Gravity Research Foundation w styczniu tego roku.
W 1973 r. Opublikowano pierwszą książkę Hawkinga, którą napisał podczas studiów podoktoranckich u George'a Ellisa. Pod tytulem, Struktura czasoprzestrzeni na dużą skalę, książka opisuje fundament samej przestrzeni i naturę jej nieskończonej ekspansji, wykorzystując geometrię różnicową do zbadania konsekwencji ogólnej teorii względności Einsteina.
Hawking został wybrany członkiem Royal Society (FRS) w 1974 roku, kilka tygodni po ogłoszeniu promieniowania Hawkinga (patrz poniżej). W 1975 roku wrócił do Cambridge i otrzymał nowe stanowisko Reader, które jest zarezerwowane dla starszych naukowców o wybitnej międzynarodowej renomie w dziedzinie badań lub stypendiów.
Połowa do późnych lat siedemdziesiątych była okresem rosnącego zainteresowania czarnymi dziurami, a także związanymi z nimi naukowcami. Jako taki, publiczny profil Hawkinga zaczął rosnąć i zyskał coraz większe uznanie akademickie i publiczne, występując w wywiadach drukowanych i telewizyjnych oraz otrzymując liczne honorowe stanowiska i nagrody.
Pod koniec lat siedemdziesiątych Hawking został wybrany profesorem matematyki na uniwersytecie w Cambridge, honorowym stanowiskiem stworzonym w 1663 roku, uważanym za jedno z najbardziej prestiżowych stanowisk akademickich na świecie. Przed Hawkingiem do jego dawnych właścicieli należeli tacy naukowcy jak Sir Isaac Newton, Joseph Larmor, Charles Babbage, George Stokes i Paul Dirac.
Jego inauguracyjny wykład jako Lucas Professor of Mathematics został zatytułowany: „Czy koniec jest dla fizyki teoretycznej”. Podczas przemówienia zaproponował N = 8 supergrawitacji - kwantową teorię pola, która obejmuje grawitację w 8 supersymetrach - jako wiodącą teorię rozwiązywania wielu wybitnych problemów badanych przez fizyków.
Promocja Hawkinga zbiegła się z kryzysem zdrowotnym, który spowodował, że Hawking został zmuszony do zaakceptowania niektórych usług pielęgniarskich w domu. W tym samym czasie zaczął zmieniać podejście do fizyki, stając się bardziej intuicyjny i spekulatywny, niż domagając się matematycznych dowodów. W 1981 roku Hawking zaczął skupiać swoją uwagę na kosmologicznej teorii inflacji i początkach wszechświata.
Teoria inflacji - zaproponowana przez Alana Gutha w tym samym roku - zakłada, że po Wielkim Wybuchu wszechświat początkowo rozwijał się bardzo szybko, zanim osiągnął wolniejsze tempo ekspansji. W odpowiedzi Hawking przedstawił prace na konferencji w Watykanie w tym roku, gdzie zasugerował, że mogą one nie być granicą ani początkiem wszechświata.
Latem 1982 r. On i jego kolega Gary Gibbons zorganizowali trzytygodniowe warsztaty na ten temat zatytułowane „The Very Early Universe” na Uniwersytecie Cambridge. Wraz z Jimem Hartle, amerykańskim fizykiem i profesorem fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim, zaproponował, aby w najwcześniejszym okresie wszechświata (czyli epoki Plancka) wszechświat nie miał granic w czasoprzestrzeni.
W 1983 roku opublikowali ten model, znany jako stan Hartle-Hawking. Między innymi twierdził, że przed Wielkim Wybuchem czas nie istniał, a zatem koncepcja początku wszechświata jest bez znaczenia. Zastąpił także pierwotną osobliwość Wielkiego Wybuchu regionem podobnym do Bieguna Północnego, z którego (podobnie jak prawdziwy Biegun Północny) nie można podróżować na północ, ponieważ jest to punkt, w którym linie stykają się, które nie mają granicy.
Ta propozycja przewidywała zamknięty wszechświat, który miał wiele egzystencjalnych implikacji, szczególnie dotyczących istnienia Boga. W żadnym momencie Hawking nie wykluczał istnienia Boga, decydując się na użycie Boga w sensie metaforycznym przy wyjaśnianiu tajemnic wszechświata. Często jednak sugerował, że istnienie Boga nie było konieczne, aby wyjaśnić pochodzenie wszechświata lub istnienie jednolitej teorii pola.
W 1982 roku rozpoczął także pracę nad książką, która wyjaśniłaby naturę wszechświata, względność i mechanikę kwantową w sposób, który byłby dostępny dla ogółu społeczeństwa. Doprowadziło go to do podpisania umowy z Bantam Books w celu publikacji Krótka historia czasu, którego pierwszy projekt ukończył w 1984 r.
Po wielu poprawkach ostateczny projekt został opublikowany w 1988 r. I spotkał się z dużym uznaniem krytyki. Książka została przetłumaczona na wiele języków, przez wiele miesięcy znajdowała się na szczycie list bestsellerów w USA i Wielkiej Brytanii, a ostatecznie sprzedano około 9 milionów egzemplarzy. Uwaga mediów była intensywna i Newsweek okładka magazynu i specjalny program telewizyjny opisały go jako „Mistrza wszechświata”.
Dalsze prace Hawkinga w dziedzinie strzał czasu doprowadziły do opublikowania w 1985 r. Artykułu, w którym teoria głosiła, że gdyby twierdzenie bez granic było poprawne, to kiedy wszechświat przestałby się rozszerzać i ostatecznie rozpadł, czas uciekłby do tyłu. Później wycofał tę koncepcję po zakwestionowaniu jej przez niezależne obliczenia, ale teoria dostarczyła cennego wglądu w możliwe związki między czasem a ekspansją kosmiczną.
W latach 90. Hawking nadal publikował i wykładał swoje teorie dotyczące fizyki, czarnych dziur i Wielkiego Wybuchu. W 1993 roku współredagował książkę z Garym Gibbonsem na temat euklidesowej grawitacji kwantowej, teorii, nad którą pracowali razem pod koniec lat 70. XX wieku. Zgodnie z tą teorią odcinek pola grawitacyjnego w czarnej dziurze można ocenić, stosując funkcjonalne podejście całkowe, dzięki czemu można uniknąć osobliwości.
W tym samym roku kolekcja esejów, wywiadów i wykładów na popularnym poziomie, Czarne dziury i dziecięce wszechświaty i inne eseje został również opublikowany. W 1994 roku Hawking i Penrose wygłosili serię sześciu wykładów w Cambridge Newton Institute, które zostały opublikowane w 1996 roku pod tytułem „Natura przestrzeni i czasu“.
Również w latach 90. nastąpił znaczący rozwój w życiu osobistym Hawkinga. W 1990 r. On i Jane Hawking rozpoczęli postępowanie rozwodowe po wielu latach napiętych relacji z powodu swojej niepełnosprawności, stałej obecności opiekunów i statusu celebryty. Hawking ożenił się ponownie w 1995 r. Z Elaine Mason, jego wieloletnim opiekunem.
W 2000 roku Hawking wydał wiele nowych książek i nowe wydania starszych. Obejmowały one The Universe in a Nutshell (2001), A Briefer History of Time (2005), i Bóg stworzył liczby całkowite (2006). Zaczął także współpracować z Jimem Hartle z University of California, Santa Barbara i Europejską Organizacją Badań Jądrowych (CERN) w celu opracowania nowych teorii kosmologicznych.
Najważniejszym z nich była „odgórna kosmologia” Hawkinga, która stwierdza, że wszechświat nie ma jednego unikalnego stanu początkowego, lecz wiele różnych, i że przewidywanie obecnego stanu wszechświata z jednego stanu początkowego jest zatem niewłaściwe. Kosmologia odgórna, zgodnie z mechaniką kwantową, zakłada, że teraźniejszość „wybiera” przeszłość z superpozycji wielu możliwych historii.
Czyniąc to, teoria zaproponowała również możliwe rozwiązanie „pytania dostrajającego”, które dotyczy możliwości, że życie może istnieć tylko wtedy, gdy pewne ograniczenia fizyczne mieszczą się w wąskim zakresie. Oferując ten nowy model kosmologii, Hawking stworzył możliwość, że życie nie będzie podlegać takim ograniczeniom i może być o wiele bardziej obfite niż wcześniej sądzono.
W 2006 roku Hawking i jego druga żona, Elaine Mason, po cichu rozwiedli się, a Hawking nawiązał bliższe relacje ze swoją pierwszą żoną Jane, jego dziećmi (Robert, Lucy i Timothy) i wnukami. W 2009 roku przeszedł na emeryturę jako profesor matematyki na Łaukach, czego wymagały przepisy Uniwersytetu Cambridge. Od tego czasu Hawking nadal pracuje jako dyrektor badań na Wydziale Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Cambridge i nie ma żadnych oznak przejścia na emeryturę.
„Hawking Radiation” i „Paradox informacji o czarnej dziurze”:
Na początku lat siedemdziesiątych Hawking rozpoczął prace nad tzw. „Twierdzeniem o braku włosów”. Opierając się na równaniach grawitacji i elektromagnetyzmu Einsteina-Maxwella w ogólnej teorii względności, twierdzenie to stwierdziło, że wszystkie czarne dziury można całkowicie scharakteryzować jedynie trzema zewnętrznie obserwowalnymi parametrami klasycznymi: masą, ładunkiem elektrycznym i momentem pędu.
W tym scenariuszu wszystkie inne informacje o materii, która utworzyła czarną dziurę lub w nią wpada (dla której „włosy” są używane jako metafora), „znika” za horyzontem zdarzeń czarnej dziury i dlatego są zachowane, ale trwale niedostępne dla zewnętrznych obserwatorów.
W 1973 roku Hawking wyjechał do Moskwy i spotkał się z sowieckimi naukowcami Jakowem Borysowiczem Zeldowiczem i Aleksiejem Starobińskim. Podczas dyskusji z nimi na temat ich pracy pokazali mu, jak zasada nieoznaczoności wykazała, że czarne dziury powinny emitować cząstki. To zaprzeczało drugiej zasadzie termodynamiki czarnej dziury Hawkinga (tj. Czarne dziury nie mogą się zmniejszyć), ponieważ oznaczało to, że tracąc energię, muszą tracić masę.
Co więcej, poparł teorię Jacoba Bekensteina, absolwenta Uniwersytetu Johna Wheelera, że czarne dziury powinny mieć skończoną, niezerową temperaturę i entropię. Wszystko to było sprzeczne z „twierdzeniem o braku włosów” o czarnych bolusach. Hawking zrewidował to twierdzenie wkrótce potem, pokazując, że biorąc pod uwagę efekty mechaniki kwantowej, stwierdza się, że czarne dziury emitują promieniowanie cieplne w temperaturze.
Od 1974 roku Hawking przedstawił wyniki Bekensteina, które wykazały, że czarne dziury emitują promieniowanie. To stało się znane jako „promieniowanie Hawkinga” i początkowo było kontrowersyjne. Jednak pod koniec lat siedemdziesiątych i po opublikowaniu dalszych badań odkrycie zostało powszechnie uznane za znaczący przełom w fizyce teoretycznej.
Jednak jednym z rezultatów tej teorii było prawdopodobieństwo, że czarne dziury stopniowo tracą masę i energię. Z tego powodu oczekuje się, że czarne dziury, które tracą więcej masy niż zyskują w inny sposób, kurczą się i ostatecznie zanikają - zjawisko znane jako „parowanie” czarnej dziury.
W 1981 r. Hawking zaproponował, że informacja w czarnej dziurze zostanie bezpowrotnie utracona, gdy czarna dziura wyparuje, co stało się znane jako „paradoks informacji o czarnej dziurze”. Stwierdza to, że informacje fizyczne mogą trwale zniknąć w czarnej dziurze, pozwalając wielu stanom fizycznym przekształcić się w ten sam stan.
Było to kontrowersyjne, ponieważ naruszyło dwie podstawowe zasady fizyki kwantowej. Zasadniczo fizyka kwantowa mówi nam, że pełna informacja o układzie fizycznym - tj. Stan jego materii (masa, pozycja, spin, temperatura itp.) - jest zakodowana w funkcji falowej do momentu, w którym funkcja falowa się zapadnie. To z kolei rodzi dwie inne zasady.
Pierwszym z nich jest determinizm kwantowy, który stwierdza, że przy obecnej funkcji fali przyszłe zmiany są jednoznacznie określone przez operatora ewolucji. Drugim jest Odwracalność, która stwierdza, że operator ewolucji ma odwrotność, co oznacza, że funkcje fali przeszłej są podobnie unikalne. Połączenie tych środków oznacza, że informacja o kwantowym stanie materii musi być zawsze zachowana.
Proponując, aby ta informacja zniknęła po wyparowaniu czerni, Hawking zasadniczo stworzył podstawowy paradoks. Jeśli czarna dziura może wyparować, co powoduje zniknięcie wszystkich informacji o funkcji fali kwantowej, wówczas informacje mogą zostać utracone na zawsze. Było to przedmiotem toczącej się debaty wśród naukowców, która w dużej mierze pozostaje nierozwiązana.
Jednak do 2003 roku rosnący konsensus wśród fizyków był taki, że Hawking mylił się co do utraty informacji w czarnej dziurze. Podczas wykładu w Dublinie w 2004 r. Przyznał się do zwycięstwa Johnowi Preskillowi z Caltech (który stworzył w 1997 r.), Ale opisał własne, nieco kontrowersyjne rozwiązanie problemu paradoksu - że czarne dziury mogą mieć więcej niż jedną topologię.
W artykule z 2005 r., Który opublikował na ten temat - „Utrata informacji w czarnych dziurach” - argumentował, że paradoks informacyjny został wyjaśniony przez zbadanie wszystkich alternatywnych historii wszechświatów, a utrata informacji w tych z czarnymi dziurami została anulowana przez osoby bez . W styczniu 2014 r. Hawking opisał paradoks informacji o czarnej dziurze jako „największą pomyłkę”.
Inne osiągnięcia:
Oprócz pogłębienia naszego zrozumienia czarnych dziur i kosmologii poprzez zastosowanie ogólnej teorii względności i mechaniki kwantowej, Stephen Hawking odegrał kluczową rolę w dostarczaniu nauki szerszej publiczności. W trakcie swojej kariery opublikował wiele popularnych książek, dużo podróżował i wykładał, a także wielokrotnie pojawiał się i pracował jako lektor w programach telewizyjnych, filmach, a nawet zapewniał narrację do piosenki Pink Floyd „Keep Talking”.
Wersja filmowa Krótka historia czasu, wyreżyserowany przez Errol Morris i wyprodukowany przez Stevena Spielberga, miał swoją premierę w 1992 roku. Hawking chciał, aby film był bardziej naukowy niż biograficzny, ale przekonano go inaczej. W 1997 r. Sześcioczęściowy serial telewizyjny Wszechświat Stephena Hawkinga miał swoją premierę w PBS, ukazała się też książka towarzysząca.
W 2007 roku Hawking i jego córka Lucy opublikowali Sekretny klucz George'a do wszechświata, książka dla dzieci zaprojektowana w celu przystępnego wyjaśnienia fizyki teoretycznej i zawierająca postacie podobne do tych z rodziny Hawking. Po książce pojawiły się trzy kontynuacje - George's Cosmic Treasure Hunt (2009), George and the Big Bang (2011), George and the Unbreakable Code (2014).
Od lat 90. Hawking był także ważnym wzorem do naśladowania dla osób zajmujących się niepełnosprawnością i chorobami zwyrodnieniowymi, a jego zasięg w zakresie świadomości i badań nad niepełnosprawnością był niezrównany. Na przełomie wieków wraz z jedenastoma innymi oprawcami dołączył do Rehabilitation International, aby podpisać umowę Karta trzeciego tysiąclecia w sprawie niepełnosprawności, wzywając rządy na całym świecie do zapobiegania niepełnosprawności i ochrony praw osób niepełnosprawnych.
Zmotywowany pragnieniem zwiększenia zainteresowania opinii publicznej lotami kosmicznymi i pokazania potencjału osób niepełnosprawnych, w 2007 roku uczestniczył w locie o zerowej grawitacji w „Vomit Comet” - specjalnie wyposażonym samolocie, który zanurza się i unosi w powietrzu, aby symulować uczucie nieważkości - dzięki uprzejmości Zero Gravity Corporation, podczas której osiem razy doświadczył nieważkości.
W sierpniu 2012 roku Hawking opowiedział o segmencie „Oświecenie” podczas ceremonii otwarcia Letnich Paraolimpiady w 2012 roku. We wrześniu 2013 r. Wyraził poparcie dla legalizacji wspomaganego samobójstwa dla nieuleczalnie chorych. W sierpniu 2014 roku Hawking przyjął Ice Bucket Challenge, aby promować świadomość ALS / MND i zwiększyć wkład w badania. Ponieważ miał zapalenie płuc w 2013 r., Doradzono mu, aby nie wylewał na niego lodu, ale jego dzieci zgłosiły się na ochotnika, aby przyjąć wyzwanie w jego imieniu.
W swojej karierze Hawking był również zaangażowanym pedagogiem, osobiście nadzorując 39 odnoszących sukcesy doktorantów, a także nadał swoje imię ciągłemu poszukiwaniu inteligencji pozaziemskiej oraz debacie na temat rozwoju robotów i sztucznej inteligencji. 20 lipca 2015 r. Stephen Hawking pomógł uruchomić Przełomowe inicjatywy, starając się szukać życia pozaziemskiego we wszechświecie.
Również w 2015 roku Hawking nadał swój głos i status celebryty promocji globalnych celów, serii 17 celów przyjętych przez szczyt ONZ ds. Zrównoważonego rozwoju, aby położyć kres skrajnemu ubóstwu, nierównościom społecznym i naprawieniu zmian klimatu w ciągu następnej 15 lat.
Wyróżnienia i dziedzictwo:
Jak już wspomniano, w 1974 roku Hawking został wybrany członkiem Royal Society (FRS) i był jednym z najmłodszych naukowców, który został członkiem Fellow. W tym czasie jego nominacja brzmiała:
Hawking wniósł znaczący wkład w dziedzinie ogólnej teorii względności. Wywodzą się one z głębokiego zrozumienia tego, co jest istotne dla fizyki i astronomii, a zwłaszcza z opanowania całkowicie nowych technik matematycznych. Po pionierskiej pracy Penrose'a ustalił, częściowo sam, a częściowo we współpracy z Penrose, serię kolejno silniejszych twierdzeń ustanawiających fundamentalny wynik, że wszystkie realistyczne modele kosmologiczne muszą posiadać osobliwości. Stosując podobne techniki, Hawking udowodnił podstawowe twierdzenia dotyczące praw rządzących czarnymi dziurami: że stacjonarne rozwiązania równań Einsteina z gładkimi horyzontami zdarzeń muszą koniecznie być osiowo symetryczne; oraz że w ewolucji i oddziaływaniu czarnych dziur całkowita powierzchnia horyzontów zdarzeń musi wzrosnąć. We współpracy z G. Ellisem Hawking jest autorem imponującego i oryginalnego traktatu na temat czasoprzestrzeni w dużej przestrzeni.
Inne ważne prace Hawkinga dotyczą interpretacji obserwacji kosmologicznych i projektowania detektorów fal grawitacyjnych.
W 1975 r. Został odznaczony zarówno medalem Eddington, jak i złotym medalem Piusa XI, aw 1976 r. Nagrodą Danniego Heinemana, nagrodą Maxwella i medalem Hughesa. W 1977 r. Został mianowany profesorem na katedrze fizyki grawitacyjnej, aw następnym roku otrzymał Medal Alberta Einsteina i doktorat honoris causa Uniwersytetu Oksfordzkiego.
W 1981 roku Hawking otrzymał Medal Franklina Amerykańskiego, a rok później medal dowódcy Orderu Imperium Brytyjskiego (CBE). Przez pozostałą część dekady trzykrotnie był odznaczony, najpierw Złotym Medalem Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego w 1985 r., Medalem Paula Diraca w 1987 r. I, wspólnie z Penrose, prestiżową Nagrodą Wilka w 1988 r. W 1989 r. został mianowany członkiem Zakonu Towarzyszy Honoru (CH), ale podobno odmówił rycerstwa.
W 1999 roku Hawking otrzymał nagrodę im. Juliusa Edgara Lilienfelda Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego. W 2002 roku, po głosowaniu w całej Wielkiej Brytanii, BBC umieściło go na liście 100 największych Brytyjczyków. Niedawno Hawking otrzymał Medal Copleya od Royal Society (2006), Prezydencki Medal Wolności, najwyższy honor cywilny Ameryki (2009) oraz Rosyjską Specjalną Nagrodę Fizyki Podstawowej (2013).
Kilka budynków nazwano jego imieniem, w tym Stephen W. Hawking Science Museum w San Salvador, Salwador, Stephen Hawking Building w Cambridge i Stephen Hawking Centre w Perimeter Institute w Kanadzie. Biorąc pod uwagę związek Hawkinga z czasem, został wybrany do zaprezentowania mechanicznego „Chronophage” - aka. Zegar Corpus - w Corpus Christi College Cambridge we wrześniu 2008 roku.
Również w 2008 roku, podczas podróży do Hiszpanii, Hawking otrzymał Nagrodę Fonseca - coroczną nagrodę stworzoną przez Uniwersytet w Santiago de Compostela, która jest przyznawana osobom za wybitne osiągnięcia w dziedzinie komunikacji naukowej. Hawking został wyróżniony za tę nagrodę ze względu na jego „wyjątkową biegłość w popularyzacji złożonych koncepcji fizyki na skraju naszego obecnego rozumienia Wszechświata, w połączeniu z najwyższą doskonałością naukową, oraz za to, że stał się publicznym odniesieniem do nauki na całym świecie. ”
Z biegiem lat powstało także wiele filmów o Stephenie Hawkingu. Należą do nich wspomniane wcześniejKrótka historia czasu, film biograficzny z 1991 roku w reżyserii Errola Morrisa i Stephena Spielberga; Hawking, dramat BBC z 2004 roku z Benedictem Cumberbatchem w roli tytułowej; dokument z 2013 roku zatytułowany „Hawking” Stephena Finnigana.
Ostatnio pojawił się film z 2014 roku Teoria wszystkiego kronika życia Stephena Hawkinga i jego żony Jane. W reżyserii Jamesa Marsha w filmie występują Eddie Redmayne jako profesor Hawking i Felicity Jones jako Jane Hawking.
Śmierć:
Dr Stephen Hawking zmarł we wczesnych godzinach środowych 14 marca 2018 r. W swoim domu w Cambridge. Według oświadczenia jego rodziny zmarł spokojnie. Miał 76 lat i przeżył jego pierwszą żonę, Jane Wilde i ich troje dzieci - Lucy, Robert i Tim.
Kiedy wszystko zostało powiedziane i zrobione, Stephen Hawking był prawdopodobnie najbardziej znanym naukowcem żyjącym w epoce nowożytnej. Jego prace w dziedzinie astrofizyki i mechaniki kwantowej doprowadziły do przełomu w naszym rozumieniu czasu i przestrzeni i zapewne zostaną zalane przez naukowców przez dziesięciolecia. Ponadto zrobił więcej niż jakikolwiek żywy naukowiec, aby uczynić naukę dostępną i interesującą dla ogółu społeczeństwa.
Co więcej, podróżował po całym świecie i wykładał na różne tematy, od nauki i kosmologii po prawa człowieka, sztuczną inteligencję i przyszłość ludzkości. Wykorzystał także status celebryty, który zapewnił mu, w miarę możliwości, do promowania przyczyn badań naukowych, eksploracji kosmosu, świadomości niepełnosprawności i przyczyn humanitarnych.
Pod wszystkimi tymi względami był bardzo podobny do swojego poprzednika, Alberta Einsteina - kolejnej wpływowej celebryty naukowej, która z pewnością użyje swoich mocy do walki z ignorancją i promowania przyczyn humanitarnych. But what was especially impressive in all of this is that Hawking has managed to maintain his commitment to science and a very busy schedule while dealing with a degenerative disease.
For over 50 years, Hawking lived with a disease that doctor’s initially thought would take his life within just two. And yet, he not only managed to make his greatest scientific contributions while dealing with ever-increasing problems of mobility and speech, he also became a jet-setting personality who travelled all around the world to address audiences and inspire people.
His passing was mourned by millions worldwide and, in the worlds of famed scientist and science communicator Neil DeGrasse Tyson , “left an intellectual vacuum in its wake”. Without a doubt, history will place Dr. Hawking among such luminaries as Einstein, Newton, Galileo and Curie as one of the greatest scientific minds that ever lived.
We have many great articles about Stephen Hawking here at Space Magazine. Here is one about Hawking Radiation, How Do Black Holes Evaporate?, why Hawking could be Wrong About Black Holes, and recent experiments to Replicate Hawking Radiation in a Laboratory.
And here are some video interviews where Hawking addresses how God is not necessary for the creation of the Universe, and the trailer for Theory of Everything.
Astronomy Cast has a number of great podcasts that deal with Hawing and his discoveries, like: Episode 138: Quantum Mechanics, and Questions Show: Hidden Fusion, the Speed of Neutrinos, and Hawking Radiation.
For more information, check out Stephen Hawking’s website, and his page at Biography.com
