Książę astrofizyki – Stephen Hawking. Krótka biografia brytyjskiego naukowca

Brytyjski fizyk-teoretyk i astrofizyk Stephen Hawking to idealny przykład na potwierdzenie słów, że mimo brzmienia ciężkiej choroby, człowiek może realizować się jako wielki naukowiec. Przybliżymy dziś Wam biografię naukowca, początki jego kariery i największe osiągnięcia.

Podstawowe informacje o Stephenie Hawkingu

Co trzeba wiedzieć o Stephenie Hawkingu? Biografia brytyjskiego naukowca, fizyka teoretycznego, matematyka, specjalisty od astrofizyki i kosmologii, jest naprawdę imponująca. Hawking w ciągu trwającej 40 lat kariery naukowej zajmował się badaniami dotyczącymi czarnych dziur, grawitacji kwantowej, powstania galaktyk i próbował stworzyć teorię wszystkiego. 

Napisał wiele książek popularnonaukowych i bardzo często występował publicznie, stając się prawdziwą gwiazdą nauki. Jednocześnie przez niemal całe życie zmagał się z bardzo ciężką chorobą, która wywołała u niego paraliż większości ciała.

Hawking urodził się 8 stycznia 1942 roku w Oksfordzie i na tamtejszym uniwersytecie studiował nauki przyrodnicze, choć jego marzeniem było studiowanie matematyki. W tym czasie jednak nie była ona oddzielnym kierunkiem studiów. 

Po uzyskaniu licencjatu zaczął studiować astronomię, ale szybko ją porzucił i przeniósł się do Trinity Hall w Cambridge, gdzie następnie obronił doktorat. Pozostał w Cambridge jako pracownik naukowy, profesor matematyki i fizyki teoretycznej. Te przedmioty wykładał także na swojej Alma Mater oraz w Kalifornijskim Instytucie Technicznym w Pasadenie.

Hawking otrzymał za swoje osiągnięcia naukowe Order Imperium Brytyjskiego i był członkiem Royal Society, a także dostał najwyższe odznaczenie cywilne w USA – Medal Wolności.

Naukowiec był dwukrotnie żonaty – od 1965 roku do 1995 z Jane Wilde, z którą miał trójkę dzieci, a następnie (od 1995 do 2006) z Elaine Mason, swoją pielęgniarką. Doczekał się też czworga wnucząt.

Zobacz: Duży, większy, ogromy, TON 618 – największa czarna dziura odkryta do tej pory

Walka z chorobą

Opinia publiczna kojarzy Hawkinga jako człowieka całe życie zmagającego się z nieuleczalną chorobą i postępującym paraliżem ciała. Naukowiec zaczął chorować w wieku 21 lat – przedtem był aktywnym fizycznie, uwielbiającym jazdę konną i wioślarstwo młodzieńcem. Po przeniesieniu się do Cambridge zaczął zauważać pierwsze niepokojące objawy, po tym jak na skutek zaburzenia równowagi spadł ze schodów i uderzył się w głowę. Zdiagnozowano u niego stwardnienie zanikowe boczne (ALS), chorobę prowadzącą stopniowo do całkowitego paraliżu ciała. Dawano mu wtedy raptem 2-3 lata życia.

Po diagnozie Hawking stracił motywację do nauki i życia – nie był w stanie dokończyć doktoratu, wpadł w depresję i nadużywał alkoholu. Jednak po ślubie z Jane Wilde w roku 1965 odzyskał chęć życia i ponownie zajął się wytężoną pracą naukową.

Choroba postępowała – Hawking tracił stopniowo zdolność poruszania kończynami, a także używania głosu. Od 1974 nie był już w stanie samodzielnie wstać z łóżka, a jego mowa stała się prawie kompletnie niezrozumiała. 

W 1984 roku do końca stracił mowę po przejściu zapalenia płuc. Postępujący paraliż spowodował, że zaczął poruszać się na wózku inwalidzkim. Porozumiewał się ze światem zewnętrznym za pomocą syntezatora mowy. Początkowo wprowadzał swoje wypowiedzi na wirtualnej klawiaturze, pod koniec jego życia grymas policzka był rozpoznawany przez czujnik zamontowany na oprawce jego okularów i przekładał jego myśli na wypowiedzi.

Hawking przeżył z ALS ponad 50 lat, co jest absolutnym ewenementem. Przeżycie nawet 10 lat z tą chorobą jest już uznawane przez lekarzy niemal za cud.

Zasługi Hawkinga dla nauki

Nad czym w trakcie swojej długiej kariery naukowej pracował Stephen Hawking? Co odkrył? Zajmował się głównie astrofizyką i fascynowały go czarne dziury. Już w wieku 23 lat, podczas słuchania wykładów fizyka i matematyka Rogera Penrose’a, wysnuł wniosek, że jeśli materia znika w przestrzeni, to może też się pojawiać z nicości. 

Te rozmyślania zapoczątkowały jego badania nad Wielkim Wybuchem i zasadami działania czarnych dziur. Mimo iż domniemania o czarnych dziurach były wtedy bardzo hipotetyczne, bo astronomowie jeszcze nie odkryli śladów ich obecności, Hawking ustanowił drugą zasadę ich funkcjonowania. 

Stwierdził, że całkowita powierzchnia czarnej dziury nigdy nie będzie maleć w czasie. Teoria ta wysnuta w roku 1971 była bardzo kontrowersyjna, bo zakładała, że czarne dziury są gorące, tymczasem wówczas powszechnie uważano, że te obiekty nie wydzielają ciepła. 

Sprawdź: Czym jest planeta karłowata? Wszystko o obiektach karłowatych

Dopiero kilkadziesiąt lat później, w roku 2021, naukowcy potwierdzili twierdzenie Hawkinga po analizie fal grawitacyjnych, które powstały po kolizji supermasywnych czarnych dziur. Naukowcy są pewni prawdziwości twierdzenia Hawkinga aż w 95%.

Naukowiec był też autorem teorii promieniowania Hawkinga, nad którą pracował w latach 1974-75. Postulował w niej coś zgoła odmiennego od jego pierwszych odkryć – że czarne dziury emitują ciepło, ale z czasem zanikają. Im większą masę ma czarna dziura, tym wolniej zanika. Jeśli zatem potwierdzone jest twierdzenie profesora z roku 1971, to promieniowanie Hawkinga nie jest teorią prawdziwą. 

Nie da się zresztą potwierdzić jej obserwacyjne, bo emitowana przez czarne dziury temperatura ma być nieznacznie tylko wyższa od temperatury zera absolutnego. Prawie niemożliwym jest zatem dostrzeżenie emitowanego ciepła czarnej dziury. Mimo wszystko promieniowanie Hawkinga było jedną z pierwszych teorii na miarę tzw. teorii wszystkiego, łączącej sferę ogólnej teorii względności oraz mechaniki kwantowej.

W roku 1983 roku Hawking zainteresował się powstaniem galaktyk i jako jeden z pierwszych wskazał, jak kwantowe fluktuacje mogły przyczynić się do tego procesu. Współczesne obserwacje potwierdzają stwierdzenia Hawkinga. W późniejszych latach życia naukowiec powrócił do czarnych dziur i w roku 2004 zaprezentował nową teorię na ich temat, która jednak nie spotkała się z przychylnością świata naukowego. 

Jedną z jego ostatnich szerzej znanych teorii była Top-down Cosmology, zakładająca, że wszechświat nie miał żadnego początku. Przedstawił ją w 2006 roku wraz z Thomasem Hertrogiem. Jest mało intuicyjna i mocno spekulacyjna, ale rozwiązuje wiele zaawansowanych problemów związanych ze stałymi fizycznymi.

Choć wiele odkryć i dokonań Hawkinga jest wciąż niepotwierdzonych i pozostaje w sferze domniemań, to jego badania i teorie z pewnością przyczyniły się do rozwoju nauki. Jego wizjonerstwo, dociekliwość i chęć zadawania trudnych pytań skutkowały planami i twierdzeniami, na których kanwie przyszłe pokolenia mogą wysuwać nowe wnioski o początku wszechświata, czarnych dziurach czy próbować budować kolejne teorie wszystkiego.

Poglądy Hawkinga na zagrożenie związane ze sztuczną inteligencją

Hawking często wypowiadał się na temat spraw niezwiązanych bezpośrednio z astrofizyką czy kosmosem. Szeroko znane i komentowane są jego opinie o sztucznej inteligencji. W 2015 roku razem z Elonem Muskiem i innymi autorytetami ze świata nauki wystosował w otwartym liście apel, by bardziej kontrolować rozwój AI. 

Hawking wierzył, że zagrożeniem związanym ze sztuczną inteligencją jest to, w jakie kompetencje zostanie wyposażona. Jako gatunek ludzkość powinna dążyć do tego, by AI potrafiła pomagać nam w rozwiązywaniu problemów i miała wspólne cele z ludzkimi. 

Może Cię zainteresować: Najwyższa góra w Układzie Słonecznym — Olympus Mons. Ta wysokość wprawia w osłupienie

Według profesora nie należy skupiać się na stworzeniu sztucznej inteligencji jako takiej, ale na tym, by powołać AI zdolne przynieść ludzkości korzyści. Według Hawkinga taki proces może zająć nawet dekady, ale badania w tym zakresie należy prowadzić już teraz. Naukowiec uważał też, że nie należy ufać tym, którzy głoszą, iż AI powstanie już niedługo. Hawking mówił kilka lat temu, że do powołania sztucznej inteligencji z prawdziwego zdarzenia nie dojdzie za życia obecnych pokoleń.

Krótka historia czasu – najsłynniejsza publikacja Stephena Hawkinga

Ze wszystkich licznych wydanych przez Stephena Hawkinga książek, Krótka historia czasu z 1988 roku jest zdecydowanie najsłynniejszą pozycją. To popularnonaukowe wydawnictwo miało na celu przybliżenie przeciętnemu odbiorcy współczesnych odkryć z zakresu fizyki, kosmologii i astronomii. 

Profesor porusza w niej także aspekty dotyczące natury czasu i istnienia Boga oraz zadaje pytania o początek wszechświata i granice ludzkiego poznania. Krótka historia czasu Stephena Hawkinga spędziła 237 tygodni na szczycie bestsellerów British Sunday Times, co jest rekordem. Sprzedała się w ponad 9 milionach egzemplarzy. Książka ukazała się też po polsku w roku 1990. 

Przed wydaniem tej książki mało kto poza światem akademickim kojarzył Stephena Hawkinga. Krótka historia czasu niespodziewanie stała się bestsellerem i uczyniła z naukowca medialną gwiazdę i bohatera popkultury. Do końca swojego życia często występował publicznie, pojawiał się też jako on sam lub postać w licznych programach telewizyjnych. 

Śmierć astrofizyka

Hawking Stephen zmarł 14 marca 2018 roku w Cambridge, w wieku 76 lat. Pogrzeb odbył się 31 marca w kościele uniwersyteckim St. Mary the Great w Cambridge, a 15 czerwca 2018 roku urna z prochami profesora została złożona w Opactwie Westminsterskim w Londynie. Hawking spoczął obok grobów innych wybitnych naukowców: Izaaka Newtona i Karola Darwina.

Źródło obraz głównego: przystaneknauka.us.edu.pl