Stephen Hawkingilla oli aina jotain sanottavaa. Hän ravisteli kosmologian maailmaa yli 150 asiakirjalla, joista kymmenistä tuli tunnettuja. Hänelle kerrottiin, että hänellä oli vain lyhyt aika maan päällä, mutta hän vietti puoli vuosisataa valloittaen yleisöä luentosaleissa, televisiossa ja kirjojensa sivuilla. Sanomalehtien toimittajille melkein mikä tahansa hänen lausumansa voisi olla otsikko, ja hän tiesi sen. Hawking varoitti ydinsodan, geenimuunneltujen virusten, tekoälyn ja rosvoavien avaruusolentojen uhkista. Hän puhui ihmisten tilasta ja hylkäsi kerran Jumalan roolin kaikkeuden luomisessa. Lausunto aiheutti kohun, kuten näkymättömien superlyöntien kieltäminen voi vielä 2000-luvulla.

on kirjoittamaton luonnonlaki, että kun persoona astuu etualalle, hänen työnsä on otettava askel taaksepäin. Hawkingin tapauksessa aikamme kuuluisimpana tiedemiehenä olemisella oli salaperäinen kyky pimentää hänen todelliset saavutuksensa. Parhaimmillaan Hawking oli näyttävä: hän teki intuitiivisia loikkia, jotka pitävät tutkijat kiireisinä vuosikymmeniä.

se alkoi Albert Einsteinista. Siinä missä Isaac Newton oli luullut painovoiman olevan vetovoimatekijä, jota massiivisten kappaleiden kentät kantavat, Einstein sanoi massan kaarevan avaruutta itse. Hänen arvionsa mukaan aurinkokunnan planeetat eivät kiertäneet aurinkoa jonkin näkymättömän voiman takia, vaan yksinkertaisesti siksi, että ne seurasivat avaruuden kaarevuutta. Edesmennyt YHDYSVALTALAISFYYSIKKO John Wheeler tiivisti teorian aikoinaan luonteenomaiseen yksinkertaisuuteen: ”aine kertoo avaruudelle, miten käyrä; avaruus kertoo materialle, miten liikutaan.”

Einsteinin gravitaation muotoilu, joka esitettiin sata vuotta sitten yleisessä suhteellisuusteoriassa, nosti esiin eksoottisen ja jokseenkin hämmentävän mahdollisuuden: että todella massiivinen kappale, kuten valtava tähti, voisi romahtaa oman gravitaationsa alla, ja siitä tulisi sitten äärettömän tiheän hiukkanen, jota kutsutaan singulariteetiksi. Näiden outojen kosmisten pisteiden vetovoima olisi niin voimakas, ettei edes valo voisi paeta niitä.

ajatusta siitä, että singulariteetit olisivat todellisia ja väijyisivät avaruuden pimeydessä, ei aluksi otettu kauhean vakavasti. Mutta se muuttui 1950-ja 60-luvuilla, kun joukko papereita havaitsi, että singulariteetit – jotka nykyään tunnetaan nimellä Mustat aukot, Wheelerin keksimä termi-eivät olleet ainoastaan uskottavia vaan väistämättömiä maailmankaikkeudessa.

tämä johti siihen, että kiinnostus esineitä kohtaan kasvoi samaan aikaan, kun Hawking saapui Tohtoriopiskelijaksi Cambridgen yliopistoon.

Hawking ei koskaan ajatellut pieneksi. Hänen tavoitteenaan oli maailmankaikkeuden täydellinen ymmärtäminen. Niinpä kun toiset pohtivat mustien aukkojen syntymistä avaruuteen, Hawking sovelsi samaa ajattelua itse kosmokseen. Hän yhdisti voimansa Oxfordin matemaatikon Roger Penrosen kanssa ja osoitti, että jos pelataan aikaa takaperin ja kelataan maailmankaikkeuden tarinaa taaksepäin, avauskohtaus on singulariteetti. Se merkitsi sitä, että maailmankaikkeus kaikkine lämpenevine tähtineen ja kääntyvine planeettoineen, mukaan lukien maa kaikkine elämineen, rakkauksineen ja sydänsuruineen, tuli paljon pienemmästä pisteestä kuin tämä pysähdyspaikka.

jo ennen kuin he työskentelivät yhdessä, Penrose sai esimakua Hawkingin terävästä mielestä. Penrose oli pitänyt luennon alkuräjähdyksestä ja Hawking, lähes vuosikymmenen nuorempi, oli yleisössä. ”Muistan, että hän esitti lopussa hyvin kiusallisia kysymyksiä”, Penrose sanoi. ”Hän ilmeisesti tiesi heikkoudet, mitä sanoin. Oli selvää, että hänen kanssaan piti taistella.”

Hawking palasi mustiin aukkoihin seuraavaa näytöstään varten. Vaikka mustan aukon ytimessä oleva aine tiivistyy äärettömän pieneksi pisteeksi, mustat aukot pyörivät ja niiden ”koko” riippuu niihin putoavan massan määrästä. Mitä suurempi massa, sitä suurempia ne ovat, ja mitä kauempana on niin sanottu tapahtumahorisontti, piste, josta mustaan aukkoon putoava valo ei pääse ulos. Linnunradan keskustan kaltainen supermassiivinen musta aukko kaappaa valoa jopa 12,5 metrin päästä. Jos Maapallo painuisi vain kuuden miljardin biljoonan tonnin painollaan singulariteettiin, syntyvä musta aukko olisi alle 2cm leveä.

1970-luvun lopulla Hawking julisti, että musta aukko voi vain kasvaa. Väitteen taustalla oleva matematiikka oli silmiinpistävän samankaltainen yhtälön kanssa, joka tukee yhtä luonnon peruslakia – että entropia, epäjärjestyksen mitta, voi myös vain kasvaa. Kun eräs fyysikko, Jacob Bekenstein, julisti, ettei samankaltaisuus ollut sattumaa ja että mustan aukon pinta-ala oli todellisuudessa sen entropian mitta, Hawking ja monet muut fyysikot kieltäytyivät. Jotta mustassa aukossa olisi entropiaa, sen täytyy olla kuuma ja säteillä lämpöä. Mutta kuten kaikki tietävät, mikään ei voi paeta mustaa aukkoa, ei edes säteily. Vai voiko?

kun Hawking lähti todistamaan Bekensteinin olleen väärässä, hän teki uransa näyttävimmän löydön. Mustilla aukoilla oli lämpötila, ne säteilivät lämpöä – joka myöhemmin tunnettiin Hawkingin säteilynä – ja siksi ne saattoivat kutistua ajan myötä. Kuten hän huomautti jonkin aikaa myöhemmin: ”Black holes ain’ t so black.”Se tarkoitti sitä, että jos sille annettaisiin riittävästi aikaa, musta aukko yksinkertaisesti haihtuisi olemattomiin. Tyypilliselle mustalle aukolle tuo aika on pidempi kuin maailmankaikkeuden ikä. Atomeja pienemmät pienet mustat aukot olisivat kuitenkin dynaamisempia ja vapauttaisivat lämpöä hurjalla intensiteetillä, kunnes ne lopulta räjähtäisivät miljoonan megatonnin vetypommin energialla.

Hawkingin paljastus järkytti kosmologeja, ja väite synnytti tuoreen ja visaisen ongelman, joka tuli tunnetuksi mustan aukon informaatioparadoksina. Hawking itse oivalsi, että jos mustat aukot vain haihtuisivat, – kaikki tieto, jota ne säilyttivät-törmäävistä tähdistä, planeetoista ja kosmisen pölyn pilvistä, – voisi kadota lopullisesti. Se ei ehkä tee unettomia öitä useimmille ihmisille, mutta useimmat ihmiset eivät ole teoreettisia fyysikoita. Tiedon katoaminen maailmankaikkeudesta olisi ristiriidassa kvanttimekaniikan perussäännön kanssa. Hawking kuitenkin väitti, että mustat aukot tuhosivat informaatiota, kun taas muut fyysikot olivat kiivaasti eri mieltä. Vuonna 1997 yksi heistä, California Institute of Technologyn John Preskill, hyväksyi Hawkingin vedon aiheesta. Voittajalle luvattiin hänen valitsemansa tietosanakirja.

Marika Taylor, entinen Hawkingin oppilas ja nykyinen Southamptonin yliopiston teoreettisen fysiikan professori, sanoo, että vaikka informaatioparadoksi on edelleen paradoksi, useimmat fyysikot uskovat nyt, että informaatio ei tuhoudu mustissa aukoissa. Vastaus voi löytyä holografian periaatteista, 3D-kuvan kaappaamisesta kaksiulotteiselle arkille. Kun sitä sovelletaan mustiin aukkoihin, holografinen periaate osoittaa, että tapahtumahorisontti voi pitää auditoinnin siitä, mitä sen sisälle putoaa. Miten se sen tekee, on epäselvää, mutta teorian mukaan se säilyttää eräänlaisen muistijäljen informaatiosta. ”Monet ihmiset ajattelevat, että tehokkaasti, musta aukko event horizon itse käyttäytyy kuin jättiläinen tietokoneen kiintolevy,” Taylor sanoi. ”Kun musta aukko haihtuu säteilyksi, tieto koodataan huolellisesti ulos tulevaan säteilyyn.”

Hawking myönsi vetonsa vuonna 2004 ja ojensi Preskillille kopion Total Baseball: The Ultimate Baseball Encyclopaedia-kirjasta. Mutta vaikka Hawking myönsi tappionsa, hän oli vakuuttunut, että mustan aukon julkaisemat tiedot olisivat mankeleita ja mahdottomia lukea. Asian selvittämiseksi Hawking letkautti, että hänen olisi pitänyt polttaa tietosanakirja ja antaa Preskillille tuhkat.

selvittääkseen asian lopullisesti, tutkijoiden on havaittava Hawkingin säteily sen virratessa mustasta aukosta ja luettava sen mukanaan tuoma informaatio. Mutta se on mielikuvituksellinen ajatus. ”Meidän pitäisi istua miljoonia tai jopa miljardeja vuosia nähdäksemme tämän”, Taylor sanoi. Realistisempi toive on, että mustien aukkojen hienovaraiset piirteet voivat jättää jälkensä gravitaatioaaltoihin, joita fyysikot voivat nyt havaita esimerkiksi Ligo: n, yhdysvaltalaisen laserinterferometrin gravitaatioaaltojen observatorion, avulla.

Hawking oli tietenkin paljon muutakin kuin pelkkä fyysikko. Lyhyen ajan historian stratosfäärisen menestyksen taustalla oli sekoitus karismaa, hyvää kirjoitusta, syvällistä teemaa ja erinomaista otsikkoa. Se antoi kovan fysiikan miljoonien käsiin, ja vaikka miljoonat eivät saaneet kirjaa valmiiksi, se muutti maailmaa. ”Jos katsoo fysiikan suosittua tiedelehdistöä, se näyttää täysin erilaiselta kuin 30 vuotta sitten”, sanoi Frankfurtin edistyneiden opintojen instituutin tutkija Sabine Hossenfelder. ”Kaikki haluavat tietää mustista aukoista. Ihmiset puhuvat alkuräjähdyksestä päivällisellä. Hawkingilla on ollut tässä iso rooli.”Hossenfelder luki lyhyen ajan historian ennen teini-ikää. ”Vihasin sitä, koska en ymmärtänyt mitään”, hän sanoi. ”Ja siksi olen fyysikko tänään, koska ajattelin, että minun täytyy ymmärtää se.”

mit: n fysiikan professorille Max Tegmarkille Hawking oli yksi kaikkien aikojen vaikutusvaltaisimmista tiedemiehistä. Kaksikko keräsi yhdessä julkisuutta ydinsodan uhalla ja tekoälyn mahdollisilla sudenkuopilla. Hän oli ihminen, joka ei pelännyt ajatella isoja kysymyksiä, Tegmark sanoi. Kun Hawkingille oli kerrottu, että hän kuolisi nuorena, hän ajoi toimia, jotka varmistaisivat, ettei ihmiskunta kuolisi. Hän ajatteli, että meidän pitäisi ”lopettaa nopanheitto”, Tegmark sanoi, ja ”suunnitella etukäteen, hyödyntää tämä uskomaton kosminen mahdollisuus meillä.”

Hawking tarttui tilaisuuksiin aina, kun niitä ilmaantui, ja hänen perintönsä tulee olemaan rikkaampi sitä varten. ”Kun ajattelee, millainen vaikutus Albert Einsteinilla, Isaac Newtonilla ja muilla on ollut, se on lähinnä menneisyyttä”, Tegmark sanoi. ”Mutta kun ajattelee Stephen Hawkingin vaikutusta, se on selvästi enimmäkseen vielä tulevaisuudessa. Stephen tulee johtamaan tutkimustamme vielä vuosia.”

{{#ticker}}

{{topLeft}}

{{bottomLeft}}

{{topRight}}

{{bottomRight}}

{{#goalExceededMarkerPercentage}}

{{/goalExceededMarkerPercentage}}

{{/ticker}}

{{heading}}

{{#paragraphs}}

{{.}}

{{/paragraphs}}{{highlightedText}}

{{#cta}}{{text}}{{/cta}}
Remind me in May

Accepted payment methods: Visa, Mastercard, American Express ja PayPal

olemme yhteydessä muistuttaaksemme sinua osallistumaan. Varo viestiä sähköpostiisi toukokuussa 2021. Jos sinulla on kysyttävää osallistumisesta, ota meihin yhteyttä.

  • Jaa Facebookissa
  • Jaa Twitterissä
  • Jaa sähköpostilla
  • Jaa LinkedInissä
  • Jaa Pinterestissä
  • jaa WhatsAppissa
  • Jaa Messengerissä