Kui mõtleme teaduse ajaloo suurkujudele, tulevad meelde paljud nimed. Einstein, Newton, Kepler, Galileo - kõik suured teoreetikud ja mõtlejad, kes jätsid elu jooksul kustumatu jälje. Paljudel juhtudel mõistetakse nende panust täies mahus alles pärast surma. Kuid neil, kes on täna elus, on õnne, et meie hulgas on suur teadlane, kes andis märkimisväärse panuse - dr Stephen Hawking.
Paljud pidasid seda "kaasaegseks Einsteiniks", kuid Hawkingi kosmoloogia ja teoreetilise füüsika töö oli tema kaasaegsete seas võrreldamatu. Lisaks oma tööle gravitatsiooniliste singulaarsuste ja kvantmehaanika alal oli ta vastutav ka avastuse eest, et mustad augud kiirgavad kiirgust. Lisaks sellele oli Hawking kultuuriikoon, toetades lugematuid põhjuseid, ilmunud paljudes telesaadetes iseendana ja pannes kirja mitu raamatut, mis on teaduse teinud laiemale publikule kättesaadavaks.
Varane elu:
Hawking sündis 8. jaanuaril 1942 (Galileo 300. surma-aastapäev) Inglismaal Oxfordis. Tema vanemad Frank ja Isobel Hawking olid mõlemad Oxfordi ülikooli tudengid, kus Frank õppis meditsiini ning Isobel filosoofiat, poliitikat ja majandust. Paar elas algselt Londoni äärelinnas Highgate'is, kuid kolis Oxfordi, et pääseda II maailmasõja ajal toimunud pommiplahvatustest ja ohutult oma laps sünnitada. Neil kahel oleks kaks tütart, Philippa ja Mary ning üks adopteeritud poeg Edward.
Perekond kolis uuesti 1950. aastal, seekord Hertfordshire'is asuvasse St. Albansi, sest Stepheni isast sai Meditsiiniliste Uuringute Riikliku Instituudi (mis on nüüd Francis Cricki instituudi osa) parasitoloogia juhataja. Seal olles omandas perekond maine väga intelligentse, ehkki pisut ekstsentrilise olemuse poolest. Nad elasid kokkuhoidlikult, elasid suures, segases ja halvasti hooldatud majas, sõitsid ümber ümberehitatud taksos ja lugesid pidevalt (isegi söögilauas).
Haridus:
Hawking alustas oma kooliteed Byroni maja koolis, kus tal tekkis lugemisraskusi (mida ta hiljem süüdistas kooli “progressiivsetes meetodites”.) Kui St. Albans'is õppis kaheksa-aastane Hawking St. Albans High Tüdrukutekool paar kuud (mis oli sel ajal lubatud noorematele poistele). 1952. aasta septembris õppis ta üheks aastaks Radletti kooli, kuid perekonna rahaliste piirangute tõttu jääb ta suurema osa teismeeast St. Albansi juurde.
Seal olles sai Hawking palju sõpru, kellega ta mängis lauamänge, valmistas ilutulestikke, mudellennukit ja paati ning pidas pikki arutelusid teemadel, mis ulatusid religioonist ekstrasensioonilise tajumiseni. Alates 1958. aastast ehitasid Hawking ja tema sõbrad matemaatikaõpetaja Dikran Tahta abiga kelladetailidest arvuti, vanast telefonijaotuskilbist ja muudest ringlussevõetud komponentidest.
Ehkki ta polnud algselt akadeemiliselt edukas, näitas Hawking märkimisväärset võimekust teadusainete suhtes ja hüüdnimega “Einstein”. Õpetaja Tahta inspireerituna otsustas ta õppida matemaatikat ülikoolis. Tema isa lootis, et tema poeg osaleb Oxfordis ja õpib meditsiini, kuid kuna tol ajal polnud matemaatikat õppida võimalik, otsustas Hawking õppida füüsikat ja keemiat.
1959. aastal, kui ta oli vaid 17-aastane, sooritas Hawking Oxfordi sisseastumiseksami ja talle määrati stipendium. Esimesed 18 kuud oli ta igav ja üksildane, kuna ta oli eakaaslastest noorem ja leidis, et teos on “naeruväärselt lihtne”. Teise ja kolmanda aasta jooksul tegi Hawking suuremaid katseid oma eakaaslastega sideme luua ja temast sai populaarne üliõpilane, liitudes Oxfordi paadiklubiga ning arendades huvi klassikalise muusika ja ulme vastu.
Kui käes oli tema lõpueksami aeg, oli Hawkingi jõudlus nõrk. Kõigile küsimustele vastamise asemel otsustas ta keskenduda teoreetilistele füüsika küsimustele ja vältis kõiki faktilisi teadmisi nõudvaid küsimusi. Tulemuseks oli tulemus, mis viis ta esimese ja teise klassi autasude vahel piirile. Vajades Cambridge'is kavandatud kosmoloogiaõpingute astme esimese klassi autasu, sunniti ta tegema eksami (suuline eksam).
Muretsenud, et teda peetakse laisaks ja raskeks õpilaseks, kirjeldas Hawking viva ajal oma tulevikuplaane järgmiselt: “Kui annate mulle esimese, lähen ma Cambridge'i. Kui saan sekundi, siis jään Oxfordi, nii et loodan, et annate mulle esimese. ” Hawkingit peeti aga kõrgemalt, kui ta uskus, ja ta sai esimese klassi bakalaureuse kraadi (Hons.), Mis võimaldas tal 1962. aasta oktoobris jätkata kraadiõpet Cambridge'i ülikoolis.
Esimesel doktorantuuriaastal koges Hawking esialgseid raskusi. Ta leidis, et tema matemaatika taust on ebapiisav üldrelatiivsusteooria ja kosmoloogia tööks, ja ta määrati juhendajaks Dennis William Sciama (üks moodsa kosmoloogia rajajaid), mitte aga astronoom Fred Hoyle (keda ta oli lootnud).
Lisaks diagnoositi Hawkingil õpingute ajal varajase algusega amüotroofiline lateraalskleroos (ALS). Oma viimase aasta jooksul Oxfordis oli ta kogenud õnnetust, kus ta kukkus alla trepiastmelt, ning tal hakkasid samuti raskused sõudmisel ja segase kõnega seotud juhtumid. Kui diagnoos tuli 1963. aastal, langes ta depressiooni ja tundis, et pole mõtet õpinguid jätkata.
Tema väljavaade aga muutus peagi, kuna haigus edenes aeglasemalt, kui arstid olid ennustanud - algselt anti talle kaks aastat elada. Seejärel naasis ta Sciama julgustusel oma töö juurde ja omandas kiiresti sära ja brasiilsuse maine. Seda demonstreeriti, kui ta 1964. aasta juunis toimunud loengul avalikult vaidlustas suure astronoomi Fred Hoyle'i, kes oli kuulus Suure Paugu teooria tagasilükkamise üle.
Kui Hawking asus kraadiõppima, oli füüsikakogukonnas palju arutlusi universumi loomise valitsevate teooriate üle: Suure Paugu ja Püsiseisundi teooriad. Endises loodi universum hiiglasliku plahvatusena, mille käigus loodi kogu teadaolevas universumis olev mateeria. Viimases luuakse universumi laienedes pidevalt uut ainet. Hawking liitus kiiresti aruteluga.
Hawking sai inspiratsiooni Roger Penrose'i teoreemist, et ruumi aja ainsus - punkt, kus taevakeha gravitatsioonivälja mõõtmiseks kasutatavad kogused muutuvad lõpmatuks - eksisteerivad musta augu keskpunktis. Hawking rakendas sama mõtteviisi kogu universumis ja kirjutas sel teemal oma 1965. aasta väitekirja. Ta jätkas teadusstipendiumi saamist Gonville'i ja Caiuse kolledžisse ning omandas doktorikraadi kosmoloogias 1966. aastal.
Sel ajal kohtus Hawking ka oma esimese naise Jane Wildega. Ehkki ta oli teda veidi enne ALS-iga diagnoosimist kohtunud, jätkus nende suhe veelgi, kui ta naasis oma õpingud. Mõlemad kihlusid 1964. aasta oktoobris ja abiellusid 14. juulil 1966. Hawking väidab hiljem, et tema suhted Wilde'iga andsid talle “midagi, mille nimel elada”.
Teaduslikud saavutused:
Oma doktoritöös, mille ta kirjutas koostöös Penrose'iga, laiendas Hawking singulaarsuste olemasolu mõttele, et universum võis alata singulaarsusena. Nende ühine essee pealkirjaga „Singulaarsused ja kosmose-aja geomeetria” oli 1968. aasta Gravity Research Foundationi võistluse esikoht ja jagas Penrose'iga ühte parimat auhinda Cambridge'i selle aasta mainekaima Adamsi auhinna võitmiseks.
1970. aastal sai Hawking Sherman Fairchildi austatud teadlaste professorikülastuse programmi osaks, mis võimaldas tal pidada loenguid California tehnoloogiainstituudis (Caltech). Just sel ajal avaldasid tema ja Penrose tõendi, mis sisaldas Alexander Freidmanni väljatöötatud üldise relatiivsusteooria ja füüsilise kosmoloogia teooriaid.
Einsteini võrrandite põhjal kinnitas Freidmann, et universum oli dünaamiline ja ajas muutunud. Ta kinnitas ka, et ruumi-aja geomeetria on määratletud selle üldise massi / energiatihedusega. Kui universum on võrdne kriitilise tihedusega, on selle kõverus null (st lame konfiguratsioon); kui see on vähem kui kriitiline, on universumil kõverus negatiivne (avatud konfiguratsioon); ja kui see on suurem kui kriitiline, on universumil positiivne kumerus (suletud konfiguratsioon)
Hawkingi-Penrose'i singulaarsuse teoreemi järgi, kui universum kuulas tõepoolest üldrelatiivsusteooria mudeleid, siis pidi see algama singulaarsusena. See tähendas sisuliselt seda, et enne Suurt Pauku eksisteeris kogu universum lõpmatu tiheduspunktina, mis sisaldas kogu universumi massi ja ruumi-aega, enne kui kvantkõikumised panid selle kiiresti laienema.
Ka 1970. aastal postuleeris Hawking seda, mis sai tuntuks musta augu dünaamika teise seadusega. Koos James M. Bardeeni ja Brandon Carteriga pakkus ta välja musta augu mehaanika neli seadust, joonistades analoogia termodünaamika nelja seadusega.
Need neli seadust teatasid, et - liikumatu musta augu jaoks on horisondil püsiv pinna gravitatsioon; statsionaarsete mustade aukude häiringute korral on energia muutus seotud pindala, nurkkiiruse ja elektrilaengu muutumisega; horisondi piirkond on nõrga energiaolukorra korral aja funktsioon, mis ei vähene; ja et kaduva pinnaraskusega musta auku pole võimalik moodustada.
1971. aastal avaldas Hawking essee pealkirjaga “Mustad augud üldises relatiivsuses”, milles ta arvas, et mustade aukude pindala ei saa kunagi väheneda ja seetõttu saab nende eralduvale energiahulgale seada teatud piirid. See essee võitis sama aasta jaanuaris Hawkingi Gravity Research Foundationi auhinna.
1973. aastal avaldati Hawkingi esimene raamat, mille ta kirjutas oma järeldoktorantuuri ajal George Ellise juures. Pealkiri Ruumiaegse suuremahuline struktuur, kirjeldab raamat ruumi enda alust ja selle lõpmatu laienemise olemust, kasutades diferentsiaalgeomeetriat, et uurida Einsteini üldise relatiivsusteooria tagajärgi.
Hawking valiti kuningliku seltsi (FRS) stipendiaadiks 1974. aastal, mõni nädal pärast Hawkingi kiirguse väljakuulutamist (vt allpool). 1975. aastal naasis ta Cambridge'i ja sai uue lugejapositsiooni, mis on ette nähtud vanemteaduritele, kellel on silmapaistev rahvusvaheline maine teadustöös või stipendiumites.
1970. aastate keskpaik ja lõpp oli kasvav huvi mustade aukude ja ka nendega seotud teadlaste vastu. Sellisena hakkas Hawkingi avalik profiil kasvama ning ta pälvis üha suuremat akadeemilist ja avalikku tunnustust, esines nii ajakirjandus- kui ka teleintervjuudes ning sai arvukalt aupositsioone ja autasusid.
1970ndate lõpus valiti Hawking Cambridge'i ülikooli Lucasiani matemaatikaprofessoriks, mis loodi 1663. aastal ja mida peetakse üheks prestiižikamaks akadeemiliseks ametikohaks maailmas. Enne Hawkingi kuulusid selle endiste valdajate hulka sellised teaduslikud teadlased nagu Sir Isaac Newton, Joseph Larmor, Charles Babbage, George Stokes ja Paul Dirac.
Tema avakõne Lucasiani matemaatikaprofessorina kandis pealkirja: “Kas teoreetilise füüsika jaoks on lõpp käes?”. Kõne ajal pakkus ta välja N = 8 üligravitatsiooni - kvantvälja teooria, mis hõlmab gravitatsiooni 8 supersümmeetrias - kui juhtivat teooriat paljude füüsikute uuritud silmapaistvate probleemide lahendamiseks.
Hawkingi edutamine langes kokku tervisekriisiga, mille tõttu Hawking oli sunnitud kodus vastu võtma mõnda õendusteenust. Samal ajal hakkas ta muutma oma lähenemist füüsikale, muutudes pigem intuitiivsemaks ja spekulatiivsemaks, selle asemel et nõuda matemaatilisi tõendeid. 1981. aastaks hakkas see Hawking keskenduma kosmoloogilise inflatsiooni teooriale ja universumi päritolule.
Inflatsiooniteooria - mille oli samal aastal välja pakkunud Alan Guth - arvab, et pärast suurt pauku laienes universum esialgu väga kiiresti, enne kui ta asus aeglasemalt paisuma. Hawking esitas vastuseks oma töö sel aastal Vatikani konverentsil, kus ta pakkus, et nende töö võib olla universumi piir või algus.
1982. aasta suvel korraldas ta koos kolleegi Gary Gibbonsiga Cambridge'i ülikoolis kolmenädalase seminari teemal pealkirjaga „Väga varajane universum”. Ameerika füüsiku ja California ülikooli füüsikaprofessori Jim Hartle'iga tegi ta ettepaneku, et universumi varaseimal perioodil (teise nimega Plancki ajajärk) pole universumil ruumi ajal piire.
1983. aastal avaldasid nad selle mudeli, mida tuntakse Hartle-Hawkingi osariigina. Muu hulgas kinnitas ta, et enne Suurt Pauku ei eksisteerinud aega ja universumi alguse kontseptsioon on seetõttu mõttetu. Samuti asendas see Suure Paugu algse singulaarsuse põhjapoolusele sarnase piirkonnaga, mida (sarnaselt tegeliku põhjapoolusega) ei saa põhja poole sõita, kuna see on koht, kus jooned kohtuvad ja millel pole piire.
See ettepanek ennustas suletud universumit, millel oli palju eksistentsiaalseid tagajärgi, eriti Jumala olemasolule. Ühelgi hetkel ei välistanud Hawking Jumala olemasolu, valides universumi müsteeriumide selgitamisel jumalat metafoorilises mõttes. Kuid ta soovitab sageli, et jumala olemasolu pole vajalik universumi päritolu või ühtse väljateooria olemasolu selgitamiseks.
1982. aastal alustas ta tööd ka raamatu kallal, mis selgitaks universumi olemust, relatiivsustegevust ja kvantmehaanikat üldsusele kättesaadaval viisil. See viis ta allkirjastamiseni Bantam Booksiga lepingu sõlmimiseks Aja lühike ajalugu, mille esimese kavandi ta valmis 1984. aastal.
Pärast mitmekordset ülevaatamist avaldati lõplik eelnõu 1988. aastal ja seda kiideti palju kriitiliselt. Raamat tõlgiti mitmesse keelde, püsis kuude jooksul nii USA kui ka Suurbritannia bestsellerite edetabelis ja müüdi kokku hinnanguliselt 9 miljonit eksemplari. Meedia tähelepanu oli intensiivne ja Newsweek ajakirja kaanepilt ja televisioonispetsialist kirjeldasid teda kui “universumi meistrit”.
Edasine Hawkingi töö noolte alal viis 1985. aastal avaldatud paberi, kus teoreetiliselt öeldi, et kui piirideta väide oleks õige, siis kui universum lakkaks ja lõpuks kokku varises, jookseb aeg tagasi. Hiljem loobus ta sellest kontseptsioonist pärast seda, kui sõltumatud arvutused selle vaidlustasid, kuid teooria andis siiski väärtusliku ülevaate aja ja kosmilise laienemise võimalike seoste kohta.
1990ndatel jätkas Hawking oma füüsika, mustade aukude ja Suure Paugu teooriate avaldamist ja loenguid. 1993. aastal toimetas ta koos Gary Gibbonsiga raamatu Eukleide kvantgravitatsioonist - teooriast, millega nad olid 70ndate lõpus koos töötanud. Selle teooria kohaselt saab gravitatsioonivälja jaotust mustas augus hinnata funktsionaalse integraalmeetodi abil, nii et see aitab vältida singulaarsusi.
Samal aastal ilmus populaarse tasemel esseede, intervjuude ja juttude kogumik, Mustad augud ja beebide universumid ning muud esseed avaldati ka. 1994. aastal pidasid Hawking ja Penrose Cambridge'i Newtoni instituudis kuue loengu sarja, mis avaldati 1996. aastal pealkirjaga “Ruumi ja aja olemus“.
Ka 1990. aastatel juhtusid Hawkingi isiklikus elus suured arengud. 1990. aastal algatasid tema ja Jane Hawkingi pärast aastaid kestnud pingelisi suhteid lahutusmenetlused, mis olid tingitud tema puudest, hooldajate pidevast kohalolekust ja kuulsuse staatusest. Hawking abiellus uuesti 1995. aastal oma paljude aastate hooldaja Elaine Masoniga.
2000. aastatel valmistas Hawking palju uusi raamatuid ja vanemate väljaandeid. Need sisaldasid Universum lühidalt (2001), aja lühem ajalugu (2005), ja Jumal lõi täisarvud (2006). Samuti alustas ta uute kosmoloogiliste teooriate väljatöötamiseks koostööd Jim Hartle'iga California ülikoolist Santa Barbara ja Euroopa Tuumauuringute Organisatsiooniga (CERN).
Neist kõige olulisem oli Hawkingi ülalt alla suunatud kosmoloogia, mis väidab, et universumil polnud mitte üks ainulaadne algseisund, vaid palju erinevaid, ja seetõttu on universumi praeguse oleku ennustamine ühest lähteseisundist kohatu. Kooskõlas kvantmehaanikaga eeldab ülalt alla suunatud kosmoloogia, et olevik “valib” mineviku paljude võimalike ajalugude superpositsioonist.
Seda tehes pakkus teooria ka "täpsustava küsimuse" võimaliku lahendamise, milles käsitletakse võimalust, et elu saab eksisteerida ainult siis, kui teatud füüsilised piirangud asuvad kitsas vahemikus. Seda uut kosmoloogiamudelit pakkudes avas Hawking võimaluse, et sellised piirangud ei seo eluga ja võivad olla palju rikkalikumad, kui seni arvati.
2006. aastal lahutasid Hawking ja tema teine naine Elaine Mason vaikselt ning Hawking jätkas tihedamaid suhteid oma esimese naise Jane, tema laste (Robert, Lucy ja Timothy) ning lastelastega. 2009. aastal läks ta pensionile Lucasiani matemaatikaprofessorina, mida nõudsid Cambridge'i ülikooli määrused. Sellest ajast alates on Hawking jätkanud Cambridge'i ülikooli rakendusmatemaatika ja teoreetilise füüsika osakonna teadusdirektorina ega ole teatanud pensionile jäämisest.
“Hawkingi kiirgus” ja “musta augu teabe paradoks”:
1970-ndate aastate alguses hakkas Hawking’s tegelema nn juustega mitte seotud teoreemi kallal. Tuginedes Einsteini-Maxwelli võrranditele gravitatsiooni ja elektromagnetilisuse kohta üldrelatiivsuses, väitis teoreem, et kõiki mustaid auke saab täielikult iseloomustada ainult kolme väliselt vaadeldava klassikalise parameetriga: mass, elektrilaeng ja nurdemoment.
Selle stsenaariumi korral kogu muu teave asja kohta, mis moodustas musta auku või sinna langeb (mille jaoks metafoorina kasutatakse “juukseid”), “kaob” musta augu sündmuse horisondi taha ja on seetõttu säilinud, kuid püsivalt välistele vaatlejatele kättesaamatu.
1973. aastal sõitis Hawking Moskvasse ja kohtus Nõukogude teadlaste Yakov Borisovitš Zel’dovitši ja Aleksei Starobinskyga. Arutledes nendega nende töö üle, näitasid nad talle, kuidas määramatuse põhimõte näitas, et mustad augud peaksid eraldama osakesi. See oli vastuolus Hawkingi musta augu termodünaamika teise seadusega (st mustad augud ei saa väiksemaks muutuda), kuna see tähendas, et energia kaotamisega peavad nad kaotama massi.
Veelgi enam, see toetas John Wheeleri ülikooli magistrandi Jacob Bekensteini välja töötatud teooriat, mille kohaselt mustade aukude temperatuur peaks olema piiratud, nullist erinev ja entroopia. Kõik see oli vastuolus „juusteta teoreemiga”, mis käsitles musta värvi bole. Hawking vaatas seda teooriat varsti pärast seda, näidates, et kui arvestada kvantmehaanilisi efekte, leitakse, et mustad augud eraldavad temperatuuril soojuskiirgust.
Alates 1974. aastast esitas Hawking Bekensteini tulemusi, mis näitasid, et mustad augud kiirgavad kiirgust. Seda hakati nimetama Hawkingi kiirguseks ja see oli algselt vastuoluline. Kuid 1970. aastate lõpuks ja pärast täiendavate uuringute avaldamist aktsepteeriti avastust laialdaselt kui olulist läbimurret teoreetilises füüsikas.
Selle teooria üheks väljakasvuks oli aga tõenäosus, et mustad augud kaotavad järk-järgult massi ja energiat. Seetõttu eeldatakse, et mustad augud, mis kaotavad rohkem massi kui muul viisil võidavad, kahanevad ja kaovad lõpuks - nähtus, mida nimetatakse musta augu aurustumiseks.
1981. aastal pakkus Hawking välja, et musta augu aurustumisel läheb musta auku teave pöördumatult kaduma, mida hakati nimetama “musta augu teabeparadoksiks”. See väidab, et füüsiline teave võib jäädavalt musta auku kaduda, võimaldades paljudel füüsilistel olekutel liikuda samasse olekusse.
See oli vaieldav, kuna see rikkus kvantfüüsika kahte põhiprintsiipi. Põhimõtteliselt ütleb kvantfüüsika meile, et täielik teave füüsilise süsteemi kohta - s.o selle mateeria olek (mass, asukoht, spin, temperatuur jne) - on selle lainefunktsioonis kodeeritud kuni hetkeni, mil see lainefunktsioon kokku kukub. See omakorda tingib veel kaks põhimõtet.
Esimene neist on kvant determinism, mis väidab, et - võttes arvesse praegust lainefunktsiooni - määrab tulevased muutused ainuüksi evolutsioonioperaator. Teine on pöörduvus, mis väidab, et evolutsioonioperaatoril on pöördvõrdeline tähendus, mis tähendab, et varasemad lainefunktsioonid on sarnaselt ainulaadsed. Nende kombinatsioon tähendab, et teave aine kvantseisundi kohta tuleb alati säilitada.
Tehes ettepaneku, et see teave kaob kohe, kui must aurustub, lõi Hawking sisuliselt fundamentaalse paradoksi. Kui must auk võib aurustuda, mille tõttu kogu teave kvantlainefunktsiooni kohta kaob, siis võib see teave tegelikult jäädavalt kaduda. See on olnud teadlaste pideva arutelu objektiks, see on jäänud suuresti lahendamata.
Kuid 2003. aastaks oli füüsikute seas kasvav üksmeel selles, et Hawking eksis musta auku teabe kadumise osas. 2004. aastal Dublinis peetud loengus tunnistas ta oma panuse Caltechi mehe John Preskilliga (mille ta tegi 1997. aastal), kuid kirjeldas oma, mõneti vastuolulist lahendust paradoksiprobleemile - et mustadel aukudel võib olla rohkem kui üks topoloogia.
2005. aastal avaldatud teemal - “Teadmata kadumine mustades avades” - väitis ta, et teabe paradoksi seletati kõigi universumite alternatiivsete ajalugude uurimisega, kusjuures mustade aukudega inimeste teabe kaotamine kustutati ilma . Alates 2014. aasta jaanuarist on Hawking kirjeldanud Black Hole Information Paradoxit kui tema “suurimat viga”.
Muud saavutused:
Lisaks sellele, et edendada meie arusaamist mustadest aukudest ja kosmoloogiast üldrelatiivsusteooria ja kvantmehaanika rakendamise kaudu, on ka Stephen Hawkingil olnud keskne koht teaduse laiema lugejaskonnani viimisel. Oma karjääri jooksul on ta avaldanud palju populaarseid raamatuid, reisinud ja palju loenguid pidanud ning teinud arvukalt esinemisi ja teinud häälesaateid telesaadete, filmide jaoks ja isegi rääkinud Pink Floydi laulule „Hoidke rääkimist“.
Filmiversioon Aja lühike ajalugu, režissöör Errol Morris ja produtsent Steven Spielberg, esilinastus 1992. aastal. Hawking oli soovinud, et film oleks pigem teaduslik kui biograafiline, kuid ta veenis teda teisiti. 1997. aastal kuueosaline telesari Stephen Hawkingi universum esilinastus PBS-is, koos ka kaasraamatu ilmumisega.
2007. aastal avaldasid Hawking ja tema tütar Lucy George'i universumi salajane võti, lasteraamat, mis on loodud teoreetilise füüsika juurdepääsetavaks selgitamiseks ja mille tegelaskujud on sarnased Hawkingi perekonna tegelastega. Raamatule järgnes kolm järge - George'i kosmiline aardejaht (2009), George ja Suur Pauk (2011), George ja purunematu kood (2014).
Alates 1990. aastatest on Hawking olnud ka puuetega ja degeneratiivsete haigustega tegelevate inimeste peamine eeskuju ning tema teadmatus puuetega inimeste teadusuuringutest ja uuringutest on olnud võrratud. Sajandivahetusel ühinesid tema ja veel üheteistkümne valgustitega Rehabilitation Internationaliga, et allkirjastada Puude kolmanda aastatuhande harta, mis kutsus kogu maailma valitsusi üles puudeid ennetama ja puuetega seotud õigusi kaitsma.
Ajendatuna soovist suurendada avalikkuse huvi kosmoselendude vastu ja näidata puuetega inimeste potentsiaali, osales ta 2007. aastal nullgravitatsioonilisel lennul „Vomit Comet“ - spetsiaalselt varustatud õhusõidukil, mis sukeldub ja ronib õhu kaudu, et simuleerida kaalutuse tunne - Zero Gravity Corporation viisakalt, mille jooksul ta koges kaaluta raskust kaheksa korda.
2012. aasta augustis jutustas Hawking 2012. aasta suve paraolümpia avatseremoonia segmendi „Valgustumine”. 2013. aasta septembris avaldas ta toetust lõplikult haigete enesetapu legaliseerimiseks. 2014. aasta augustis võttis Hawking vastu Ice Bucket Challenge'i, et edendada ALS / MND teadlikkust ja koguda panust teadusuuringutesse. Kuna tal oli 2013. aastal kopsupõletik, soovitati tal mitte üle tema valada jää, kuid tema lapsed võtsid tema nimel väljakutse vabatahtlikult vastu.
Oma karjääri jooksul on Hawking olnud ka pühendunud koolitaja, juhendades isiklikult 39 edukat doktoranti. Ta on andnud oma nime ka käimasolevale maapealse intelligentsuse otsingule ning arutelule robotite ja tehisintellekti arendamise üle. 20. juulil 2015 aitas Stephen Hawking käivitada läbimurrealgatusi, mille eesmärk oli maakera maaelu otsimine universumis.
Samuti andis Hawking oma hääle ja kuulsuse staatuse 2015. aastal ÜRO säästva arengu tippkohtumisel vastu võetud 17 eesmärgi seeriale The Global Goals, mille eesmärk on lõpetada äärmine vaesus, sotsiaalne ebavõrdsus ja kliimamuutused järgmise aasta jooksul fikseerida. 15 aastat.
Autasud ja pärand:
Nagu juba märgitud, valiti Hawking 1974. aastal kuningliku ühingu (FRS) stipendiaadiks ja oli noorim teadlane, kes sai kaastöötajaks. Sel ajal oli tema kandidatuur järgmine:
Hawking on andnud suure panuse üldrelatiivsuse valdkonda. Need tulenevad füüsika ja astronoomiaga seotud asjade põhjalikust mõistmisest ja eriti täiesti uute matemaatiliste tehnikate valdamisest. Pärast Penrose'i teedrajavat tööd lõi ta osaliselt üksi ja osaliselt koostöös Penrose'iga rea järjest tugevamaid teoreeme, mis tõid aluse tulemuseks, et kõigil realistlikel kosmoloogilistel mudelitel peavad olema eripärad. Sarnaseid tehnikaid kasutades on Hawking tõestanud mustaid auke reguleerivate seaduste põhiteoreeme: et Einsteini võrrandite statsionaarsed lahendused sujuva sündmuste horisondi korral peavad tingimata olema teljesümmeetrilised; ning et mustade aukude kujunemisel ja koostoimimisel peab sündmushorisondi kogupindala suurenema. Koostöös G. Ellisega on Hawking muljetavaldava ja originaalse traktaadi teemal “Kosmoseaeg laiemalt”.
Muu oluline Hawkingi töö on seotud kosmoloogiliste vaatluste tõlgendamise ja gravitatsiooniliste lainedetektorite kavandamisega.
1975. aastal pälvis ta nii Eddingtoni medali kui ka Pius XI kuldmedali ning 1976. aastal Dannie Heinemanni auhinna, Maxwelli auhinna ja Hughesi medali. 1977. aastal määrati ta gravitatsioonifüüsika õppetooli professoriks ning järgmisel aastal sai Oxfordi ülikoolist Albert Einsteini medali ja audoktori kraadi.
1981. aastal pälvis Hawking ameeriklaste Franklini medali, järgmisel aastal järgnes Briti impeeriumi ordeni (CBE) ülema medal. Ülejäänud kümnendi jooksul austati teda kolm korda, kõigepealt 1985. aastal kuningliku astronoomiaühingu kuldmedaliga, 1987. aastal Paul Diraci medaliga ja 1988. aastal koos Penrose'iga maineka Hundipreemiaga. 1988. aastal määrati auliikmete kaaslaste ordu (CH) liikmeks, kuid väidetavalt langes rüütelkond.
1999. aastal pälvis Hawking Ameerika füüsikaühingu Julius Edgar Lilienfeldi auhinna. 2002. aastal, pärast kogu Suurbritannias korraldatud hääletust, lülitas BBC ta oma 100 suurima briti nimekirja. Hiljuti on Hawking pälvinud kuningliku ühingu Copley medali (2006), Ameerika vabariigi presidendi vabadusmedali, Ameerika kõrgeima tsiviilisiku au (2009) ja Venemaa füüsika erilise eripreemia (2013).
Mitmed hooned on nime saanud tema järgi, sealhulgas Stephen W. Hawkingi teadusmuuseum San Salvadoris, El Salvador, Stephen Hawkingi hoone Cambridge'is ja Stephen Hawkingi keskus Perimeetri instituudis Kanadas. Ja arvestades Hawkingi seotust ajaga, valiti ta mehaanilise “kronofaagi” - aka. Corpuse kell - Campus Corpus Christi kolledžis septembris 2008.
Ka 2008. aastal sai Hawking Hispaaniasse reisides Fonseca auhinna - Santiago de Compostela ülikooli loodud aastapreemia, mida antakse neile silmapaistvate saavutuste eest teaduskommunikatsioonis. Hawking valiti auhinnaks tänu tema „erakordsele meisterlikkusele füüsika keerukate kontseptsioonide populariseerimisel, mis on meie praeguse arusaamaga universumist kõige kõrgemal kohal koos kõrgeima teadusliku tipptasemega, ning tänu sellele, et temast sai kogu maailmas teaduse avalik viide. ”
Ka aastate jooksul on Stephen Hawkingi kohta tehtud mitu filmi. Nende hulka kuulub ka varem mainitudAja lühike ajalugu, 1991. aasta biograafiline film, režissöörid Errol Morris ja Stephen Spielberg; Hawking, 2004. aasta BBC draama, mille peaosas on Benedict Cumberbatch; 2013. aasta dokumentaalfilm pealkirjaga “Hawking”, autor Stephen Finnigan.
Viimati oli seal 2014. aasta film Kõigi teooria see kroonistas Stephen Hawkingi ja tema naise Jane elu. Režissöör James Marsh, filmitähed Eddie Redmayne professor Hawkingi ja Felicity Jones Jane Hawkingi järgi.
Surm:
Dr Stephen Hawking suri kolmapäeva, 14. märtsi 2018 varahommikul oma kodus Cambridge'is. Perekonna avalduse kohaselt suri ta rahulikult. Ta oli 76-aastane ja teda elavad tema esimene naine Jane Wilde ning nende kolm last - Lucy, Robert ja Tim.
Kui kõik on öeldud ja tehtud, oli Stephen Hawking vaieldamatult kõige kuulsam teadlane, kes oli tänapäeval elus. Tema töö astrofüüsika ja kvantmehaanika valdkonnas on viinud läbimurdeni meie arusaamast ajast ja ruumist ning teadlased valavad selle tõenäoliselt aastakümneteks. Lisaks on ta teinud rohkem kui ükski elus teadlane teaduse laiemale avalikkusele kättesaadavaks ja huvitavaks.
Kõigele lisaks rändas ta mööda kogu maailma ja pidas loenguid teemadel alates teadusest ja kosmoloogiast kuni inimõiguste, tehisintellekti ja inimkonna tulevikuni. Ta kasutas ka talle antud kuulsuse staatust, et võimalusel edendada teadusuuringute, kosmoseuuringute, puuetega seotud teadlikkuse ja humanitaarpõhjuste põhjuseid.
Kõigis neis aspektides sarnanes ta väga oma eelkäija Albert Einsteiniga - teise mõjuka teadlasest kuulsusega, kes kasutas kindlalt oma võimu teadmatuse vastu võitlemiseks ja humanitaarpõhjuste edendamiseks. 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
