Uutiset

Stephen Hawking: Teoreettisen fysiikan rocktähti halusi ymmärtää koko maailmankaikkeuden

Vuonna 2009 fyysikko Stephen Hawking päätti tehdä kokeen joka todistaisi, onko aikamatkustus mahdollista.

Hän järjesti aikamatkaajille bileet. Tilaisuutta varten varattiin juhlasali Cambridgen yliopistolta, pientä purtavaa sekä kelpo määrä shampanjaa. Sitten Hawking laati tapahtumasta tarkan kutsun, joka julkistettiin vasta juhlien jälkeen. Hawkingin mukaan kutsun nähneet tulevaisuuden aikamatkustajat voisivat saapua paikalle madonreiän kautta.

Televisiodokumentti Into the Universe näytti lopputuloksen. Hawking istui pyörätuolissaan yksin keskellä tyhjää juhlasalia.

-Harmi. Olisin toivonut, että tulevaisuuden Miss Universum olisi astunut ovesta sisään, fyysikko totesi ikonisella puhesyntetisaattoriäänellään.

Aikaisin keskiviikkoaamuna Suomen aikaa 76-vuotiaana kuollut Hawking ei tietenkään ollut aivan tosissaan, mutta juuri siihen kiteytyy miehen vetovoima. Hänen tieteellinen työnsä käsitteli hirvittävän monimutkaisia asioita, mutta samalla mies kykeni popularisoimaan aiheitaan paremmin kuin kukaan muu. Terävään älyyn yhdistynyt kiero huumorintaju teki Hawkingista myös populaarikulttuurin sankarin, aina Simpsonit-sarjasta Pink Floydin levytyksiin asti.

-Minusta tuli kenties maailman tunnetuin tiedemies, Hawking kirjoitti omaelämäkerrassaan.

-Tämä johtuu osittain siitä, että Einsteinia lukuunottamatta tiedemiehet eivät ole mitään rokkitähtiä ja osittain siitä, että sovin vammaisen neron stereotyyppiin.

Tai kuten uusiseelantilainen astrofyysikko Catherine Qualtrough totesi Twitterissä pian Hawkingin kuolinuutisen jälkeen:

-Mikä hänessä oli parasta? Se, kun hän ajeli pyörätuolillaan kadulla ja ihmiset hämmästyivät: ”Vau, oliko tuo Stephen Hawking?” Kuinka moni muu teoreettinen fyysikko pystyy samaan?

1950-luvun lopulla Oxfordissa opiskelunsa aloittanut Hawking arvioi myöhemmin työskennelleensä kolmen opiskeluvuotensa aikana vain tuhatkunta tuntia -siis alle tunnin päivässä.

-Ajattelin, että pärjäisin lopputentissä keskittymällä teoreettisen fysiikan ongelmiin ja jättämällä vastaamatta kysymyksiin, jotka olisivat vaatineet faktatietoa. Ennen kokeita olin kuitenkin hermostunut, nukuin kehnosti enkä pärjännyt kovin hyvin, Hawking muisteli vuonna 2013.

Hän venyi vain suoritukseen, joka keikkui korkeimman ja toiseksi korkeimman arvosanan rajamailla. Hawking lupasi siirtyä Cambridgen yliopistoon tekemään väitöskirjaansa, kunhan opettajat vain suostuisivat myöntämään korkeamman arvosanan. Näin tehtiin, ja Hawking työskenteli Cambridgessa aina vuoteen 2009, jolloin hän jäi eläkkeelle.

Pian Cambridgeen siirtymisen jälkeen Hawkingilla diagnosoitiin ALS, rappeuttava hermostosairaus joka tyypillisesti johtaa kuolemaan muutamassa vuodessa. Sairaus oli kuitenkin hitaammin etenevää tyyppiä, ja vaikka se suisti Hawkingin aikaa myöten lähes täysin liikuntakyvyttömänä pyörätuoliin, liekki miehen sisällä paloi kirkkaana vielä viidenkymmenenviiden vuoden ajan.

-Kun olin 21-vuotias, kaikki tulevaisuudenodotukseni nollattiin. Kaikki sen jälkeen tapahtunut on ollut bonusta, Hawking kertoi 2004.

Sairautensa vuoksi Hawkingin ei tarvinnut luennoida peruskursseja saati istua ”pitkäveteisissä, aikaavievissä komiteoissa”, joten hän saattoi käyttää koko tarmonsa tutkimukseen.

Stephen Hawking kuoli päivälleen 139 vuotta Albert Einsteinin syntymän jälkeen. Tämä tuntuu eräällä tavalla sopivalta, sillä Hawkingin suurimmat saavutukset liittyvät juuri Einsteinin teorioihin.

Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatio on universumin itsensä ominaisuus eikä mikään maailmankaikkeudessa sijaitseva voimakenttä. Tarpeeksi suuret kappaleet, kuten osa tähdistä taas ovat massaltaan niin valtavia, että ne voivat ikäänkuin romahtaa itseensä gravitaation voimasta. Lopputuloksena on singulariteetti: äärettömän pieni ja äärettömän painava alue, jonka gravitaatio on niin voimakas, että edes valo ei pysty pakenemaan singulariteetista.

Toisin sanoen, syntyy musta aukko. Ne kiehtoivat nuorta Hawkingia.

Vuonna 1970 Hawking ja matemaatikko Roger Penrose esittivät alkuräjähdyksen olevan samankaltainen prosessi kuin mustan aukon syntyminen, vain toiseen suuntaan. Maailmankaikkeuden on siis täytynyt alkaa laajeta singulariteetista.

Seuraavaksi Hawking esitti teorioita mustien aukkojen käyttäytymisestä: koska aukot vetävät kaikkea muuta puoleensa, ne voivat ainoastaan kasvaa, eivät supistua tai jakautua kahteen.

Pian hän kuitenkin päätyi päinvastaiseen lopputulokseen. Mustat aukot voivat sittenkin kutistua ja jopa räjähtää, ja tämän prosessin aikana ne säteilevät energiaa, jota alettiin myöhemmin kutsua Hawkingin säteilyksi. Teoriaa pidetään yleisesti oikeana, joskaan Hawkingin säteilyä ei ole vielä kokeellisesti havaittu.

Professorin seuraava teoria osoittautuikin sitten varsin kiistanalaiseksi.

Kun yksittäinen hiukkanen joutuu mustan aukon sisään, se ei enää pääse sieltä pois. Tällaisen hiukkasen voidaan ajatella sisältävän informaatiota, kuten tieto sen massasta ja nopeudesta. Hawkingin mukaan myös tämä informaatio jää ansaan mustaan aukkoon, eli mustat aukot tuhoavat informaatiota.

1980-luvun alussa amerikkalainen fyysikko Leonard Susskind päätyi täysin päinvastaiseen lopputulokseen. Susskindin mukaan kvanttimekaniikan keskeisiin teorioihin kuuluu ajatus informaation säilymisestä. Jos Hawking olisi oikeassa, moni fysiikan perusajatuksista pitäisi laittaa uusiksi. Jopa syyn ja seurauksen suhde olisi huteralla pohjalla.

Niinpä informaatio ei voi kadota iäksi, vaan se pääsee ulos mustasta aukosta Hawkingin säteilyyn koodattuna.

Tiedemiesten kiista jatkui vuosikymmeniä, kunnes Hawking joutui myöntämään olevansa väärässä.

Hawkingin entinen oppilas, brittiläinen teoreettisen fysiikan professori Marika Taylor muistelee, kuinka professori suhtautui asiaan.

Hawking ja joukko hänen oppilaitaan istui pubissa keskustelemassa, kun Taylor huomasi professorin vaivihkaa kääntävän puhesyntetisaattorinsa volyymiä maksimille.

-Tulen kaapista ulos! hän huusi.

Kaikkien asiakkaiden katseet kääntyivät tiedemiestä kohti. Hawking laski muina miehinä äänenvoimakkuutta ja jatkoi:

-Tulen kaapista ulos ja myönnän, että ehkä informaatio ei sittenkään katoa.

Taylor korostaa, että Hawkingilla tosiaankin oli sangen kiero huumorintaju.

Tämä ei ollut ainoa kerta, kun professori astui harhaan. Vuonna 2012 hän tunnusti BBC:lle lyöneensä vetoa siitä, että Higgsin bosonin olemassaoloa ei pystyttäisi kokeellisesti osoittamaan.

-Näyttäisi siltä, että olen juuri hävinnyt sata dollaria, professori kertoi robottiäänellään.

Sitten hänen suupielensä levisivät hymyyn.

”Tavoitteeni on yksinkertainen: haluan ymmärtää täydellisesti maailmankaikkeuden, miksi se on sellainen kuin on ja miksi se on ylipäätään olemassa.”

– Stephen Hawking (1942-2018)

Stephen William Hawking

Syntyi 8.1.1942 Oxfordissa, kuoli 14.3.2018 Cambridgessa.
Väitteli tohtoriksi Cambrdigen yliopistossa vuonna 1965, työskenteli yliopistossa tutkijana.
Gravitaatiofysiikan professori Cambridgessa 1977, matematiikan professori 1979-2009.
Kahdesti naimisissa, kolme lasta.
Vuonna 1988 julkaistu ”Ajan lyhyt historia” (A Brief History of Time) on eräs maailman suosituimmista populaaritiedekirjoista.
Julkaisi yhteensä 15 kirjaa sekä merkittävän määrän tutkimuksia.
Esiintyi useissa tiededokumenteissa ja piti julkisia luentoja.
Esitti itseään mm. Simpsoneissa ja Star Trek: The Next Generation -sarjassa.

Lähteet: BBC, Reuters, New York Times, The Guardian, The Register, Hawkingin viralliset kotisivut

Asiasanat

Uusimmat

Näkoislehti

27.9.2020

Fingerpori

comic