Stephen Hawking hade alltid något att säga. Han skakade upp kosmologins värld med mer än 150 papper, varav dussintals blev kända. Han fick höra att han bara hade en kort tid på jorden, men tillbringade ett halvt sekel fängslande publik i föreläsningssalar, på TV och på sidorna i hans böcker. För tidningsredaktörer kunde nästan alla uttalanden av hans göra en rubrik, och han visste det. Hawking varnade för hot om kärnvapenkrig, genetiskt modifierade virus, artificiell intelligens och plundrande utomjordingar. Han uttalade på det mänskliga tillståndet och avfärdade en gång Guds roll för att skapa universum. Uttalandet orsakade en väsen, eftersom förnekandet av osynliga superbeings fortfarande kan i det 21: a århundradet.

det är en oskriven naturlag att när en personlighet går in i förgrunden måste deras arbete ta ett steg tillbaka. I Hawkings fall hade den mest kända forskaren i vår tid en mystisk förmåga att förmörkas hans faktiska prestationer. På sitt bästa var Hawking spektakulär: han gjorde intuitiva språng som kommer att hålla forskare upptagna i årtionden.

det började med Albert Einstein. Där Isaac Newton hade trott gravitation var en attraktion bärs av fälten av massiva föremål, Einstein sade mass böjda rymden själv. Genom sin räkning cirklade solsystemets planeter solen inte på grund av någon osynlig kraft, utan helt enkelt för att de följde rymdens krökning. Den sena amerikanska fysikern John Wheeler sammanfattade en gång teorin med karakteristisk enkelhet: ”Matter berättar för rymden hur man böjer sig; rymden berättar hur man rör sig.”

Einsteins gravitationsformulering, som framlades för ett sekel sedan i den allmänna relativitetsteorin, väckte en exotisk och något oroande möjlighet: att ett verkligt massivt objekt, som en enorm stjärna, kunde kollapsa under sin egen gravitation och då skulle bli en fläck av oändlig densitet som kallas en singularitet. Gravitationen av dessa konstiga kosmiska prickar skulle vara så intensiv att inte ens ljus kunde undkomma dem.

tanken att singulariteter var verkliga och lurade i rymdens mörker togs inte fruktansvärt allvarligt först. Men det förändrades på 1950 – och 60 – talet, när en koppling av papper fann att singulariteter-nu kända som svarta hål, en term som myntades av Wheeler-inte bara var troliga men oundvikliga i universum.

detta ledde till en ökning av fascinationen för föremålen som sammanföll med Hawkings ankomst som doktorand vid Cambridge University.

Hawking var aldrig en att tänka små. Hans mål var en fullständig förståelse av universum. Så medan andra funderade på skapandet av svarta hål i rymden, tillämpade Hawking samma tänkande på kosmos själv. Han gick samman med Roger Penrose, Oxford matematiker, och visade att om du spelade tid bakåt och spolade om universums historia, var öppningsscenen en singularitet. Det innebar att universum, med alla sina värmande stjärnor och roterande planeter, inklusive jorden med alla sina liv, älskar och heartbreaks, kom från en punkt långt mindre än denna punkt.

redan innan de arbetade tillsammans fick Penrose en smak av Hawkings skarpa sinne. Penrose hade hållit en föreläsning om big bang och Hawking, nästan ett decennium hans junior, var i publiken. ”Jag kommer ihåg att han ställde några mycket besvärliga frågor i slutet,” sa Penrose. ”Han visste uppenbarligen de svaga punkterna i vad jag sa. Det var tydligt att han var någon att brottas med.”

Hawking gick tillbaka till svarta hål för sin nästa handling. Även om frågan i hjärtat av ett svart hål komprimeras till en oändlig punkt, snurrar svarta hål och har en ”storlek” som beror på mängden massa som faller in i dem. Ju större massa, desto större är de, och ju längre ut den så kallade händelsehorisonten, den punkt där ljus som faller in i det svarta hålet inte kan komma ut. Ett supermassivt svart hål som det i mitten av Vintergatan fångar ljus från så långt bort som 12,5 m kilometer. Om jorden, på bara sex miljarder biljoner ton, komprimerades till en singularitet, skulle det resulterande svarta hålet mäta mindre än 2 cm bred.

i slutet av 1970-talet förklarade Hawking att ett svart hål bara kunde bli större. Matematiken bakom påståendet var påfallande lik den ekvation som ligger till grund för en av de grundläggande naturlagarna – att entropi, ett mått på oordning, också bara kan öka. När en fysiker, Jacob Bekenstein, förklarade att likheten inte var någon slump, och att området för ett svart hål faktiskt var ett mått på dess entropi, hökade Hawking och många andra fysiker. För att ett svart hål ska ha entropi måste det vara varmt och utstråla värme. Men som alla vet kan ingenting undgå ett svart hål, inte ens strålning. Eller kan det?

när Hawking satte sig för att bevisa Bekenstein fel gjorde han den mest spektakulära upptäckten av sin karriär. Svarta hål hade en temperatur, de utstrålade värme-senare känd som Hawking – strålning-och de kunde därför krympa med tiden. Som han påpekade en tid senare: ”svarta hål är inte så svarta.”Det innebar att, med tillräckligt med tid, skulle ett svart hål helt enkelt förångas ur existens. För ett typiskt svart hål är den tiden längre än universums ålder. Mini svarta hål, som är mindre än atomer, skulle dock vara mer dynamiska och släppa värme med våldsam intensitet tills de äntligen exploderar med energin från en miljon megaton vätebomber.

Hawkings uppenbarelse chockade kosmologer, och påståendet kastade upp ett friskt och tornigt problem som blev känt som black hole information paradox. Som Hawking själv insåg, om svarta hål helt enkelt förångades, kunde all information de höll från infallande stjärnor, planeter och moln av kosmiskt damm gå vilse för alltid. Det kanske inte ger sömnlösa nätter för de flesta, men de flesta är inte teoretiska fysiker. Förlusten av information från universum skulle motsäga en grundläggande regel för kvantmekanik. Hawking hävdade ändå att svarta hål förstörde information, medan andra fysiker starkt var oense. 1997 accepterade en av dem, John Preskill vid California Institute of Technology, En satsning på ämnet från Hawking. Till vinnaren lovades en encyklopedi efter eget val.

Marika Taylor, en tidigare student av Hawking och nu professor i teoretisk fysik vid Southampton University, säger att medan informationsparadoxen fortfarande är en paradox idag, tror de flesta fysiker nu att information inte förstörs i svarta hål. Svaret kan ligga i principerna om holografi, processen att fånga en 3D-bild på ett tvådimensionellt ark. När den appliceras på svarta hål visar den holografiska principen att händelsehorisonten kan hålla en granskning av vad som faller inuti. Hur det gör det är oklart, men enligt teorin behåller det ett slags avtryck av informationen. ”Många tror det effektivt, black hole event horizon själv beter sig som en jätte datorhårddisk,” sa Taylor. ”När det svarta hålet avdunstar till strålning kommer informationen att kodas noggrant i strålningen som kommer ut.”

Hawking medgav sin insats 2004 och gav Preskill en kopia av Total Baseball: The Ultimate Baseball Encyclopaedia. Men även när han erkände nederlag var Hawking övertygad om att informationen som släpptes av ett svart hål skulle vara trassligt och omöjligt att läsa. För att göra poängen sa Hawking att han borde ha bränt uppslagsverket och gett Preskill askan.

för att lösa frågan en gång för alla måste forskare upptäcka Hawking-strålning när den strömmar från ett svart hål och läsa informationen den bär. Men det är en fantasifull tanke. ”Vi måste sitta i miljoner eller till och med miljarder år för att se detta,” sa Taylor. Ett mer realistiskt hopp är att subtila egenskaper hos svarta hål kan lämna sitt märke på gravitationsvågorna som fysiker nu kan upptäcka med instrument som Ligo, US laser interferometer gravitational-wave observatory.

Hawking var naturligtvis mycket mer än bara en fysiker. Den stratosfäriska framgången med en kort tidshistoria drevs av en blandning av karisma, bra skrivande, ett djupt tema och en utmärkt Titel. Det satte hård fysik i händerna på miljoner, och även om miljoner inte avslutade boken förändrade den världen. ”Om du tittar på populärvetenskapspressen i fysik ser den helt annorlunda ut än för 30 år sedan”, säger Sabine Hossenfelder, forskare vid Frankfurt Institute for Advanced Studies. ”Alla vill veta om svarta hål. Folk pratar om big bang över middagen. Och Hawking har spelat en stor roll i detta.”Hossenfelder läste en kort historia av tiden innan hon blev tonåring. ”Jag hatade det för att jag inte förstod någonting”, sa hon. ”Och det är anledningen till att jag är fysiker idag, för jag trodde att jag måste förstå det.”

för Max Tegmark, en fysikprofessor vid MIT, var Hawking en av de mest inflytelserika forskarna genom tiderna. De två arbetade tillsammans för att öka publiciteten över hotet om kärnvapenkrig och de potentiella fallgroparna med artificiell intelligens. Han var en person som inte var rädd för att tänka på de stora frågorna, sa Tegmark. Efter att ha fått höra att han skulle dö ung, drev Hawking för handlingar som skulle säkerställa att mänskligheten inte gjorde det. Han trodde att vi skulle ”sluta rulla tärningarna”, sa Tegmark och ”planera framåt för att dra nytta av denna otroliga kosmiska möjlighet vi har.”

Hawking tog möjligheter när de uppstod, och hans arv kommer att bli rikare för det. ”När du tänker på den inverkan som Albert Einstein, Isaac Newton och andra har haft, är det främst tidigare,” sade Tegmark. ”Men när du tänker på effekterna av Stephen Hawking, är det klart mestadels i framtiden fortfarande. Stephen kommer att styra vår forskning i många år framöver.”

{{#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 och PayPal

vi kommer att kontakta dig för att påminna dig om att bidra. Håll utkik efter ett meddelande i din inkorg i maj 2021. Om du har några frågor om att bidra, vänligen kontakta oss.

  • Dela på Facebook
  • Dela på Twitter
  • dela via e-post
  • Dela på LinkedIn
  • Dela på Pinterest
  • Dela på WhatsApp
  • Dela på Messenger