A történelem egyik legismertebb tudósa, Stephen Hawking Az általa kidolgozott elméletek, mint például a fekete lyukak és a téridő elmélete, alapvető hozzájárulást jelentettek a tudományos közösség számára. Sőt, ennél is több: sikerült felkeltenie az érdeklődést, és úgy elmagyaráznia a laikus közönségnek a fizika és a kozmológia alapelveit, ahogyan azt korábban senki sem tette.

Hawking életének és karrierjének megünneplésére az alábbiakban összegyűjtöttünk mindent, amit minden idők egyik legzseniálisabb elméjéről tudni kell.

- Stephen Hawking: búcsú a tudományos világegyetem legfényesebb csillagától

Származás, karrier és magánélet

Stephen Hawking az Oxfordi Egyetem elvégzése alkalmából.

Stephen William Hawking az angliai Oxfordban született 1942-ben. Egy orvos és egy filozófus fiaként koraérett gyermeknek számított: nem szerette a matematikát, mert túl könnyűnek találta, és iskolatársai Einsteinnek nevezték. Ennek ellenére nem volt elkötelezett tanuló, és minden szeszély nélkül végezte a munkáját és a házi feladatokat.

17 évesen ösztöndíjat nyert, hogy fizikát tanulhasson az Oxfordi Egyetemen. Azért választotta ezt a szakot, mert vágyott arra, hogy megértse az egzisztenciális kérdéseket, mint például a világ és az emberi élet eredetét. A diploma megszerzése után mesterszakos hallgatóként a cambridge-i Trinity Hall College-ba került. Ott 1962-től 1966-ig tanult. Ismét, bár nem szentelt annyi időt, mint kollégái, őkitüntetéssel végzett.

- Stephen Hawking doktori értekezése az univerzum tágulásáról megjelent az interneten

A Gonville and Caius College-ban, majd a Csillagászati Intézetben tanított, amíg az Alkalmazott Matematika és Elméleti Fizika Tanszékre nem került, ahol 1979-től 2009-ig dolgozott, majd a Cambridge-i Egyetem Lucasian Professor Emeritusa lett.

Hawking és Jane, első felesége az 1960-as években.

Hawking a mesterképzés alatt ismerkedett meg Jane Wilde-dal, későbbi feleségével. 1965-ben házasodtak össze, és három gyermekük született: Robert, Lucy és Timothy. Az 1970-es években Hawkingot meghívták a Kaliforniai Technológiai Intézetbe dolgozni, és az egész család az Egyesült Államokba költözött. Azóta házasságuk válságba került, ami 1990-ben különváláshoz, 1995-ben pedig váláshoz vezetett.

Hawking összeköltözött Elaine Masonnal, az egyik ápolónőjével, akit hamarosan feleségül is vett. Két évvel később Jane gyűrűt cserélt a zenész Jonathan Jonesszal, de továbbra is közel állt volt férjéhez és annak munkájához.

- "Nincs Isten. Senki sem irányítja az univerzumot" - mondja Stephen Hawking legújabb könyvében.

A fizikus második házassága azonban problémás volt, és mivel folyamatosan zúzódásokkal a testén jelent meg, kezdték úgy tekinteni rá, mint a bántalmazás áldozatára, bár ő tagadta a feleségével szembeni vádakat. 2006-ban ért véget a házasságuk, és Hawking egy cambridge-i házba költözött, ahol haláláig egy házvezetőnővel élt.

A fizikus valós élettörténetét 2014-ben A mindenség elmélete című filmben adaptálták a mozikba, a főszerepben Eddie Redmayne-nel, aki a legjobb férfi főszereplőnek járó Oscar-díjat is elnyerte, Felicity Jones pedig Jane Wilde-ot alakította.

Stephen Hawking Felicity Jones és Eddie Redmayne, A mindenség elmélete szereplői között a film premierjén.London, 2014.

A degeneratív betegség elleni küzdelem

Még a Cambridge-i Egyetem fizika szakos hallgatójaként Hawking észrevette, hogy egyensúlyérzéke és mozgáskoordinációja kezdett kissé megromlani. Gyakran elesett és felborított tárgyakat. Mígnem egy görkorcsolyázás közbeni esés után képtelen volt felállni. A kórházban egy sor vizsgálatnak vetették alá, és amyotrófiás laterálszklerózist (ALS) diagnosztizáltak nála.21 éves.

A betegség gyógyíthatatlan, degeneratív, és a test mozgásának irányításáért felelős idegsejtek elhalása jellemzi. A betegségben szenvedők rövid időn belül elveszítik a beszéd, a nyelés, a mozgás és a légzés képességét. Emiatt Hawking orvosai legfeljebb még három évet adtak neki.

- Stephen Hawking legújabb tanulmánya párhuzamos univerzum felfedezéséhez vezethet

Meglepő módon és mintegy csodával határos módon az ALS a vártnál lassabban haladt előre, így a fizikus tovább élhetett, csak bizonyos mozgáskorlátozásokkal. Évek múlva Hawking állapota romlani kezdett. 1970-ben abbahagyta a járást, és kerekesszékkel és elektromos kocsival kezdett közlekedni.

A házaspár Jane és Stephen 1988-ban. 1988-ban már kerekesszékben kellett közlekednie.

Az 1980-as években a légzését egyre jobban befolyásolta a betegség. Nagyon szűkösen kapkodta a levegőt, és amikor 1985-ben egy svájci utazás során tüdőgyulladást kapott, majdnem életét vesztette. Az orvosok úgy gondolták, hogy a legjobb lesz, ha lekapcsolják a mesterséges lélegeztetőgépet, amely életben tartotta. Jane azonban nem értett egyet, és férjével együtt visszatért Cambridge-be, ahol légcsőmetszést hajtottak végre rajta. Azóta soha nemmár nem tudott beszélni, és számítógépen keresztül kezdett kommunikálni.

- Stephen Hawking és a koronavírus: a család a tudós által a betegek kezeléséhez használt lélegeztetőgépet adományozza

Hawking 76 éves korában, otthonában halt meg 2018. március 14-én, az amyotrófiás laterálszklerózis szövődményei következtében.

A könyvek, amelyek mindent megváltoztattak

Stephen Hawking pályafutása során összesen 14 könyvet írt, amelyek közül a leghíresebb és legfontosabb az "Az idő rövid története". 1988-ban jelent meg a mű, amely egyszerű és közérthető nyelven magyarázza el a világegyetem eredetét. 10 millió eladott példányban és több mint 30 nyelvre lefordítva ennek a könyvnek köszönheti a fizikus világhírnevét.

A laikusok számára készült "Az idő rövid története" az általános relativitáselmélet és a kvantummechanika elméleteire épül, hogy bemutasson néhány fogalmat a térről és az időről. Így a fizika néhány rejtélye felfedezhető és megmagyarázható.

- Stephen Hawking: Az emberiség "hibájából" a Föld 600 éven belül tűzgömbbé fog változni

Hawking karrierje szempontjából egy másik fontos könyv a "The Universe in a Nutshell" (Az univerzum dióhéjban). Újabb, 2001-ben megjelent, nagyobb számú illusztrációval és még könnyebben érthető nyelvezettel. A mű olyan új kozmológiai elméletekkel foglalkozik, mint az alapvető részecskék lehetséges létezése, az időutazás és a fekete lyukak, valamint azzal, hogy mi a kvantum mikrokozmosz és a makrokozmosz?univerzális.

Hawking öröksége a tudomány számára

Stephen Hawking írásainak tartalma az általa kidolgozott tudományos kutatásokból és tézisekből származott. A kvantummechanikára, a termodinamika és a gravitáció alapelveire, valamint mindarra alapozott, ami a világegyetem viselkedéséről képes támpontokat adni. Az alábbiakban a fizikus főbb elméleteinek felsorolása következik.

Hawking az Atlanti-óceán feletti repülés során teszteli a súlytalanság érzését.

- Szingularitások: 1970-ben Roger Penrose segítségével sikerült bebizonyítania, hogy a fekete lyukak belsejében létrejöhetnek azok a pontok, ahol a téridő végtelenül elhajlik, az úgynevezett szingularitások. Ennek tudatában Hawking azt állította, hogy az egyik ilyen szingularitás lehetett az az eszköz, amelynek segítségével a világegyetem létrejött.

- Stephen Hawking legújabb elmélete szerint a világegyetem nem végtelen

- Fekete lyukak: A fekete lyukak természetének vizsgálata gyakorlatilag Hawking specialitása volt. Először az 1970-es évek elején bizonyította be a létezésüket, amikor Einstein általános relativitáselméletét kombinálta a kvantummechanikával és az általános, nem matematikai, hanem konkrét eredménnyel. Ezt a megfigyelést csak 2019-ben sikerült bizonyítani, amikor egy teleszkóp megörökítette egy fekete lyuk képét, amely a fekete lyukban rejtőzött aMessier 87 galaxis.

Hawkings második következtetése ezekkel a jelenségekkel kapcsolatban az volt, hogy nem teljesen sötétek. Az összeomló csillagokból keletkezett fekete lyukak nagyon összenyomottak és sűrűek. Ez okozza, hogy a körülöttük lévő gravitációs hatás megakadályozza, hogy még a fény is kiszabaduljon belőlük.

Az Event Horizon teleszkóp által készített első kép egy fekete lyukról, 2019.

Hawking 1974-ben felismerte, hogy bizonyos kvantumhatások lehetővé teszik, hogy a fekete lyukak energiát, hősugárzást bocsássanak ki. Ennek következménye, hogy ezek az objektumok a jövőben valószínűleg eltűnnek, mivel az idő múlásával annyira elpárologtak. Ez a megfigyelés Hawking-sugárzás néven vált ismertté.

Ezt az elméletet is csak nemrég sikerült bizonyítani. Mivel egy valódi fekete lyuk energiáját nem lehet nyomon követni, a Technion-Izraeli Technológiai Intézet laboratóriumban létrehozott egyet, és a vizsgálatok során kimutatták a Hawking-sugárzás egy mennyiségének jelenlétét.

- Stephen Hawkingnak igaza volt 50 évvel ezelőtti jóslatában a fekete lyukakról

Az ősrobbanás és a kvantumfluktuációk: Hawking 1982-ben kidolgozott egy elméletet a világegyetem eredetéről. Eszerint az ősrobbanás robbanásával minden a semmiből jött létre, és nagyon gyors sebességgel tágult. A növekedés ezen időszakában kvantumfluktuációk lennének felelősek a tér, az idő és a természet jelenségeinek, vagyis gyakorlatilag mindannak a kialakulásáért, ami vagyunk és amit ismerünk.