Stephen Hawking aveva sempre qualcosa da dire. Ha scosso il mondo della cosmologia con più di 150 documenti, decine dei quali sono diventati famosi. Gli è stato detto che ha avuto solo un breve periodo sulla Terra, ma ha trascorso mezzo secolo affascinando il pubblico nelle aule, in TV e nelle pagine dei suoi libri. Per i redattori di giornali, quasi ogni sua espressione poteva fare un titolo, e lui lo sapeva. Hawking ha messo in guardia sulle minacce di guerra nucleare, virus geneticamente modificati, intelligenza artificiale e alieni predoni. Ha pronunciato sulla condizione umana e una volta respinto il ruolo di Dio nella creazione dell’universo. La dichiarazione ha causato un polverone, come la negazione dei superbeings invisibili può ancora nel 21 ° secolo.

È una legge non scritta della natura che quando una personalità entra in primo piano, il loro lavoro deve fare un passo indietro. Nel caso di Hawking, essere lo scienziato più famoso del nostro tempo aveva una misteriosa capacità di eclissare i suoi risultati effettivi. Al suo meglio Hawking è stato spettacolare: ha fatto salti intuitivi che manterranno gli scienziati impegnati per decenni.

È iniziato con Albert Einstein. Dove Isaac Newton aveva pensato che la gravità era un’attrazione sopportata dai campi di oggetti massicci, Einstein ha detto spazio curvo massa stessa. Secondo i suoi calcoli, i pianeti del sistema solare circondavano il sole non a causa di una forza invisibile, ma semplicemente perché seguivano la curvatura dello spazio. Il defunto fisico statunitense John Wheeler una volta riassunse la teoria con caratteristica semplicità: “La materia dice allo spazio come curvare; lo spazio dice alla materia come muoversi.”

La formulazione della gravità di Einstein, esposta un secolo fa nella teoria generale della relatività, sollevò una possibilità esotica e alquanto inquietante: che un oggetto veramente massiccio, come un’enorme stella, potesse collassare sotto la propria gravità, e quindi diventare un granello di densità infinita chiamato singolarità. L’attrazione gravitazionale di questi strani punti cosmici sarebbe così intensa che nemmeno la luce potrebbe sfuggirli.

L’idea che le singolarità fossero reali e nascoste nell’oscurità dello spazio non fu presa terribilmente sul serio all’inizio. Ma questo è cambiato negli anni ’50 e’ 60, quando una frizione di documenti ha scoperto che le singolarità – ora conosciute come buchi neri, un termine coniato da Wheeler – non erano solo plausibili ma inevitabili nell’universo.

Ciò ha portato a un’ondata di fascino per gli oggetti che ha coinciso con l’arrivo di Hawking come studente di dottorato all’Università di Cambridge.

Hawking non è mai stato uno a pensare in piccolo. Il suo obiettivo era una completa comprensione dell’universo. Così, mentre altri riflettevano sulla creazione di buchi neri nello spazio, Hawking applicava lo stesso pensiero al cosmo stesso. Ha unito le forze con Roger Penrose, il matematico di Oxford, e ha dimostrato che se hai giocato il tempo all’indietro e riavvolto la storia dell’universo, la scena di apertura era una singolarità. Significava che l’universo, con tutte le sue stelle riscaldanti e pianeti di svolta, inclusa la Terra con tutte le sue vite, amori e crepacuori, proveniva da un punto molto più piccolo di questo punto.

Anche prima che lavorassero insieme, Penrose aveva un sapore della mente acuta di Hawking. Penrose aveva tenuto una conferenza sul big bang e Hawking, quasi un decennio più giovane, era tra il pubblico. “Ricordo che ha fatto alcune domande molto imbarazzanti alla fine”, ha detto Penrose. “Ovviamente conosceva i punti deboli di quello che stavo dicendo. Era chiaro che era qualcuno con cui fare i conti.”

Hawking tornò ai buchi neri per il suo prossimo atto. Sebbene la materia al centro di un buco nero sia compattata in un punto infinitesimale, i buchi neri girano e hanno una “dimensione” che dipende dalla quantità di massa che cade in essi. Maggiore è la massa, più grandi sono, e più lontano è il cosiddetto orizzonte degli eventi, il punto in cui la luce che cade nel buco nero non può uscire. Un buco nero supermassiccio come quello al centro della Via Lattea cattura la luce da lontano fino a 12,5 m chilometri. Se la Terra, a soli sei miliardi di trilioni di tonnellate, fosse compressa in una singolarità, il buco nero risultante misurerebbe meno di 2 cm di larghezza.

Alla fine degli anni 1970, Hawking dichiarò che un buco nero poteva diventare sempre più grande. La matematica dietro l’affermazione era sorprendentemente simile all’equazione che sta alla base di una delle leggi fondamentali della natura – che l’entropia, una misura del disordine, può anche solo aumentare. Quando un fisico, Jacob Bekenstein, dichiarò che la somiglianza non era casuale e che l’area di un buco nero era in realtà una misura della sua entropia, Hawking e molti altri fisici esitarono. Affinché un buco nero abbia entropia, deve essere caldo e irradiare calore. Ma come tutti sanno, nulla può sfuggire a un buco nero, nemmeno alle radiazioni. O può?

Quando Hawking decise di dimostrare che Bekenstein si sbagliava, fece la scoperta più spettacolare della sua carriera. I buchi neri avevano una temperatura, emettevano calore-in seguito noto come radiazione di Hawking-e potevano quindi ridursi con il tempo. Come osservò qualche tempo dopo: “I buchi neri non sono così neri.”Significava che, dato abbastanza tempo, un buco nero sarebbe semplicemente evaporato dall’esistenza. Per un tipico buco nero, quel tempo è più lungo dell’età dell’universo. Tuttavia, i mini buchi neri, che sono più piccoli degli atomi, sarebbero più dinamici, rilasciando calore con intensità feroce fino a quando non esploderanno finalmente con l’energia di un milione di bombe all’idrogeno da un megaton.

La rivelazione di Hawking scioccò i cosmologi, e l’affermazione sollevò un nuovo e spinoso problema che divenne noto come paradosso delle informazioni sui buchi neri. Come lo stesso Hawking si rese conto, se i buchi neri semplicemente evaporassero, allora tutte le informazioni che detenevano da stelle, pianeti e nuvole di polvere cosmica che cadevano potrebbero essere perse per sempre. Potrebbe non fare per notti insonni per la maggior parte delle persone, ma la maggior parte delle persone non sono fisici teorici. La perdita di informazioni dall’universo contraddirebbe una regola di base della meccanica quantistica. Hawking sostenne, tuttavia, che i buchi neri distruggevano le informazioni, mentre altri fisici erano in disaccordo con veemenza. Nel 1997, uno di loro, John Preskill presso il California Institute of Technology, ha accettato una scommessa sull’argomento da Hawking. Al vincitore è stata promessa un’enciclopedia di sua scelta.

Marika Taylor, ex studentessa di Hawking e ora professore di fisica teorica all’Università di Southampton, afferma che mentre il paradosso dell’informazione rimane un paradosso oggi, la maggior parte dei fisici ora crede che l’informazione non venga distrutta nei buchi neri. La risposta potrebbe risiedere nei principi dell’olografia, il processo di acquisizione di un’immagine 3D su un foglio bidimensionale. Quando applicato ai buchi neri, il principio olografico mostra che l’orizzonte degli eventi può mantenere un controllo di ciò che cade all’interno. Come lo fa non è chiaro, ma secondo la teoria, mantiene una sorta di impronta delle informazioni. “Molte persone pensano che in modo efficace, l’orizzonte degli eventi buco nero si comporta come un disco rigido del computer gigante,” Taylor ha detto. “Quando il buco nero evapora in radiazioni, le informazioni saranno accuratamente codificate nella radiazione che esce.”

Hawking ha concesso la sua scommessa nel 2004 e ha consegnato a Preskill una copia di Total Baseball: The Ultimate Baseball Encyclopaedia. Ma anche mentre ammetteva la sconfitta, Hawking era convinto che le informazioni rilasciate da un buco nero sarebbero state storpiate e impossibili da leggere. Per fare il punto, Hawking scherzava sul fatto che avrebbe dovuto bruciare l’enciclopedia e dare a Preskill le ceneri.

Per risolvere la questione una volta per tutte, gli scienziati devono rilevare la radiazione di Hawking mentre scorre da un buco nero e leggere le informazioni che trasporta. Ma questa è un’idea fantasiosa. “Dovremmo sederci per milioni o addirittura miliardi di anni per vedere questo”, ha detto Taylor. Una speranza più realistica è che le caratteristiche sottili dei buchi neri possano lasciare il segno sulle onde gravitazionali che i fisici possono ora rilevare con strumenti come Ligo, l’interferometro laser statunitense dell’osservatorio delle onde gravitazionali.

Hawking era, ovviamente, molto più di un semplice fisico. Il successo stratosferico di Una breve Storia del tempo è stato guidato da una miscela di carisma, buona scrittura, un tema profondo e un titolo eccellente. Ha messo la fisica dura nelle mani di milioni, e anche se milioni non hanno finito il libro, ha cambiato il mondo. “Se si guarda alla stampa scientifica popolare in fisica, sembra totalmente diverso da 30 anni fa”, ha detto Sabine Hossenfelder, ricercatore presso l’Istituto di studi avanzati di Francoforte. “Tutti vogliono sapere dei buchi neri. La gente parla del big bang a cena. E Hawking ha svolto un ruolo importante in questo.”Hossenfelder ha letto Una breve storia del tempo prima di diventare un’adolescente. “L’ho odiato perché non capivo nulla”, ha detto. “Ed è la ragione per cui sono un fisico oggi, perché pensavo di doverlo capire.”

Per Max Tegmark, professore di fisica al MIT, Hawking è stato uno degli scienziati più influenti di tutti i tempi. I due hanno lavorato insieme per aumentare la pubblicità sulle minacce della guerra nucleare e le potenziali insidie dell’intelligenza artificiale. Era una persona che non aveva paura di pensare alle grandi domande, ha detto Tegmark. Dopo aver detto che sarebbe morto giovane, Hawking ha spinto per azioni che avrebbero assicurato l’umanità non ha fatto. Ha pensato che dovremmo “smettere di tirare i dadi”, ha detto Tegmark, e ” pianificare in anticipo, per approfittare di questa incredibile opportunità cosmica che abbiamo.”

Hawking ha colto le opportunità ogni volta che sono sorti, e la sua eredità sarà più ricca per questo. “Quando pensi all’impatto che Albert Einstein, Isaac Newton e altri hanno avuto, è principalmente nel passato”, ha detto Tegmark. “Ma quando si pensa all’impatto di Stephen Hawking, è chiaramente per lo più in futuro ancora. Stephen guiderà la nostra ricerca per gli anni a venire.”

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