Yksi historian tunnetuimmista tiedemiehistä, Stephen Hawking Hänen kehittämänsä teoriat, kuten mustista aukoista ja avaruusajasta, olivat perustavanlaatuisia panoksia tiedeyhteisölle, mutta enemmänkin: hän onnistui herättämään kiinnostusta ja selittämään fysiikan ja kosmologian periaatteita maallikkoyleisölle niin kuin kukaan muu ei ollut ennen tehnyt.

Hawkingin elämän ja uran kunniaksi olemme koonneet yhteen kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää yhdestä kaikkien aikojen nerokkaimmista mielistä.

- Stephen Hawking: jäähyväiset tieteellisen maailmankaikkeuden kirkkaimmalle tähdelle

Alkuperä, ura ja henkilökohtainen elämä

Stephen Hawking valmistuessaan Oxfordin yliopistosta.

Stephen William Hawking syntyi Oxfordissa, Englannissa, vuonna 1942. Lääkärin ja filosofin poikaa pidettiin varhaiskypsänä lapsena: hän ei pitänyt matematiikasta, koska se oli hänen mielestään liian helppoa, ja koulukaverit kutsuivat häntä Einsteiniksi. Tästä huolimatta hän ei ollut vannoutunut oppilas, vaan hänellä oli tapana tehdä työnsä ja kotitehtävänsä ilman minkäänlaista oikuttelua.

17-vuotiaana hän voitti stipendin fysiikan opiskeluun Oxfordin yliopistossa. Hän valitsi tämän opintosuunnan, koska hänellä oli halu ymmärtää eksistentiaalisia kysymyksiä, kuten maailman ja ihmiselämän alkuperää. Valmistuttuaan hän pääsi Cambridgen Trinity Hall Collegessa maisteriopiskelijaksi. Siellä hän opiskeli vuosina 1962-1966. Vaikka hän ei taaskaan käyttänyt yhtä paljon aikaa kuin kollegansa, hän olivalmistui erinomaisin arvosanoin.

- Stephen Hawkingin väitöskirja maailmankaikkeuden laajenemisesta julkaistaan verkossa

Hän opetti Gonville and Caius Collegessa ja sen jälkeen Tähtitieteen instituutissa, kunnes hän siirtyi sovelletun matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitokselle, jossa hän toimi vuodesta 1979 vuoteen 2009, minkä jälkeen hänestä tuli Cambridgen yliopiston emeritusprofessori.

Hawking ja Jane, hänen ensimmäinen vaimonsa, 1960-luvulla.

Maisterin tutkinnon aikana Hawking tapasi Jane Wilden, tulevan vaimonsa. He menivät naimisiin vuonna 1965 ja saivat kolme lasta: Robert, Lucy ja Timothy. 1970-luvulla Hawking kutsuttiin työskentelemään Kalifornian teknologiainstituuttiin, ja koko perhe muutti Yhdysvaltoihin. Sittemmin heidän avioliittonsa ajautui kriisiin, joka johti eroon vuonna 1990 ja avioeroon vuonna 1995.

Hawking muutti yhteen sairaanhoitajansa Elaine Masonin kanssa ja meni pian naimisiin tämän kanssa. Kaksi vuotta myöhemmin Jane vaihtoi sormuksia muusikko Jonathan Jonesin kanssa, mutta pysyi kuitenkin läheisenä ex-miehensä ja tämän työn kanssa.

- "Jumalaa ei ole olemassa. Kukaan ei johda maailmankaikkeutta", sanoo Stephen Hawking uusimmassa kirjassaan.

Fyysikon toinen avioliitto oli kuitenkin ongelmallinen, ja koska Hawkingin vartalossa oli jatkuvasti mustelmia, häntä alettiin pitää pahoinpitelyn uhrina, vaikka hän kiisti vaimonsa syytökset. Liitto päättyi vuonna 2006, ja Hawking muutti Cambridgessä sijaitsevaan taloon, jossa hän asui taloudenhoitajan kanssa kuolinpäiväänsä saakka.

Fyysikon tositarina on sovitettu elokuvateattereihin vuonna 2014 elokuvassa Kaiken teoria, jonka pääroolissa nähdään Eddie Redmayne, joka sai parhaan miespääosan Oscarin, ja Jane Wildea näyttelee Felicity Jones.

Stephen Hawking "Kaiken teoria" -elokuvan näyttelijöiden Felicity Jonesin ja Eddie Redmaynen keskellä elokuvan ensi-illassa Lontoossa 2014.

Taistelu rappeuttavaa sairautta vastaan

Vielä fysiikan opiskelijana Cambridgen yliopistossa Hawking huomasi, että hänen tasapainonsa ja motoriset taitonsa alkoivat hieman heikentyä. Hän kaatui ja kaatoi esineitä melko usein, kunnes hän ei enää pystynyt nousemaan ylös kaaduttuaan rullaluistellessaan. Sairaalassa hänelle tehtiin joukko testejä, ja hänellä todettiin amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS).21-vuotias.

Sairaus on parantumaton, rappeuttava ja sille on ominaista, että kehon liikkeiden ohjaamisesta vastaavat hermosolut kuolevat. Se aiheuttaa sen, että sairastuneet menettävät lyhyessä ajassa kyvyn puhua, niellä, liikkua ja hengittää. Tästä syystä Hawkingin lääkäri antoi hänelle enää korkeintaan kolme vuotta elinaikaa.

- Stephen Hawkingin uusin paperi voi johtaa rinnakkaisuniversumin löytämiseen.

Yllättäen ja kuin ihmeen kaupalla ALS eteni hitaammin kuin oli kuviteltu, joten fyysikko pystyi jatkamaan elämäänsä, mutta liikkumista rajoitettiin jonkin verran. Vuosien kuluttua Hawkingin tila alkoi pahentua. Vuonna 1970 hän lakkasi kävelemästä ja alkoi liikkua pyörätuolissa ja sähkökärryllä.

Pariskunta Jane ja Stephen vuonna 1988, jolloin hän tarvitsi jo pyörätuolia.

1980-luvulla sairaus vaikutti yhä enemmän hänen hengitykseensä. Hänellä oli usein hengenahdistusta, ja kun hän sai keuhkokuumeen Sveitsin-matkalla vuonna 1985, hän oli vähällä menettää henkensä. Lääkärit pitivät parhaana irrottaa tekohengityslaite, joka piti hänet hengissä. Jane ei kuitenkaan ollut samaa mieltä, vaan palasi miehensä kanssa Cambridgeen, jossa hänelle tehtiin trakeotomia. Sen jälkeen hän ei ole koskaan ollutei enää pystynyt puhumaan, ja alkoi kommunikoida tietokoneen välityksellä.

- Stephen Hawking ja koronavirus: perhe lahjoittaa hengityskoneen, jota tiedemies käytti potilaiden hoitoon.

Hawking kuoli kotonaan 76-vuotiaana 14. maaliskuuta 2018 amyotrofisen lateraaliskleroosin komplikaatioihin.

Kirjat, jotka muuttivat kaiken

Stephen Hawking on kirjoittanut uransa aikana yhteensä 14 kirjaa, joista kuuluisin ja tärkein on "Ajan lyhyt historia". Vuonna 1988 julkaistu teos selittää yksinkertaisella ja helposti lähestyttävällä kielellä maailmankaikkeuden alkuperän. 10 miljoonaa myytyä kappaletta ja käännökset yli 30 kielelle ovat tehneet fyysikosta maailmankuulun tämän kirjan ansiosta.

Maallikoille suunnattu "Ajan lyhyt historia" perustuu yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan teorioihin ja esittelee joitakin avaruutta ja aikaa koskevia käsitteitä. Tällä tavoin voidaan löytää ja selittää joitakin fysiikan mysteerejä.

- Stephen Hawking: Ihmiskunnan "vian" vuoksi maapallo muuttuu tulipalloksi 600 vuoden kuluessa

Toinen Hawkingin uran kannalta tärkeä kirja on "The Universe in a Nutshell". Se on uudempi, vuonna 2001 ilmestynyt, ja siinä on enemmän kuvitusta ja vielä helpommin ymmärrettävää kieltä. Teoksessa käsitellään uusia kosmologisia teorioita, kuten perushiukkasten mahdollista olemassaoloa, aikamatkailua ja mustia aukkoja sekä sitä, mitä ovat kvanttimikrokosmos ja makrokosmos.yleismaailmallinen.

Hawkingin perintö tieteelle

Stephen Hawkingin kirjoitusten sisältö oli peräisin hänen tieteellisistä tutkimuksistaan ja opinnäytetöistään. Hän perusti kirjoituksensa kvanttimekaniikkaan, termodynamiikan ja painovoiman periaatteisiin sekä kaikkeen sellaiseen, mikä voisi antaa viitteitä maailmankaikkeuden käyttäytymisestä. Alla on luettelo fyysikon tärkeimmistä teorioista.

Hawking testaa painottomuuden tunnetta Atlantin valtameren yli lentäessään.

- Singulariteetit: Vuonna 1970 hän onnistui Roger Penrosen avulla osoittamaan, että mustien aukkojen sisällä voi syntyä pisteitä, joissa aika-avaruus taipuu äärettömästi, niin sanottuja singulariteetteja. Tätä ajatellen Hawking väitti, että yksi näistä singulariteeteista on saattanut olla maailmankaikkeuden syntykeino.

- Stephen Hawkingin uusimman teorian mukaan maailmankaikkeus ei ole ääretön

- Mustat aukot: Mustien aukkojen luonteen tutkiminen oli käytännössä Hawkingin erikoisalaa. Hän todisti niiden olemassaolon ensimmäisen kerran 1970-luvun alussa yhdistämällä Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan teorian ja yleisen pikemminkin konkreettisen kuin matemaattisen tuloksen. Tuo havainto todistettiin vasta vuonna 2019, kun teleskooppi sai kuvan mustasta aukosta, joka oli piilotettuMessier 87 -galaksi.

Hawkingsin toinen johtopäätös näistä ilmiöistä oli, että ne eivät ole täysin pimeitä. Mustat aukot ovat syntyneet romahtavista tähdistä, ja ne ovat hyvin tiivistyneitä ja tiheitä. Tämä aiheuttaa sen, että niitä ympäröivä gravitaatiovoima estää jopa valon pääsyn niistä.

Event Horizon -teleskoopin ottama ensimmäinen kuva mustasta aukosta, 2019.

Vuonna 1974 Hawking havaitsi, että eräät kvanttiefektit mahdollistavat sen, että mustat aukot säteilevät energiaa, lämpösäteilyä. Tästä seuraa, että nämä kohteet todennäköisesti katoavat tulevaisuudessa, koska ne ovat haihtuneet niin paljon ajan kuluessa. Tämä havainto tuli tunnetuksi Hawkingin säteilynä.

Tämäkin teoria on voitu todistaa vasta äskettäin. Koska todellisen mustan aukon energiaa ei ole mahdollista jäljittää, Technion-Israelin teknologiainstituutti loi sellaisen laboratoriossa ja havaitsi tutkimusten aikana Hawkingin säteilyä.

- Stephen Hawking oli oikeassa ennustuksessaan mustista aukoista 50 vuotta sitten

Alkuräjähdys ja kvanttivaihtelut: Vuonna 1982 Hawking kehitti teorian maailmankaikkeuden synnystä. Teorian mukaan kaikki syntyi tyhjästä alkuräjähdyksen räjähdyksessä, joka laajeni erittäin nopealla nopeudella. Tämän kasvun aikana kvanttivaihtelut olisivat vastuussa avaruuden, ajan ja luonnonilmiöiden, toisin sanoen käytännössä kaiken sen, mitä olemme ja tunnemme, muotoutumisesta.