Wanneer we denken aan belangrijke figuren in de geschiedenis van de wetenschap, komen er veel namen in ons op. Einstein, Newton, Kepler, Galileo - allemaal grote theoretici en denkers die tijdens hun leven een onuitwisbare stempel hebben gedrukt. In veel gevallen zou de volledige omvang van hun bijdragen pas na hun dood worden gewaardeerd. Maar degenen onder ons die vandaag leven, hebben het geluk een grote wetenschapper onder ons te hebben die aanzienlijke bijdragen heeft geleverd - Dr. Stephen Hawking.
Door velen beschouwd als de "moderne Einstein", was Hawking's werk in de kosmologie en theoretische fysica ongeëvenaard onder zijn tijdgenoten. Naast zijn werk over gravitationele singulariteiten en kwantummechanica, was hij ook verantwoordelijk voor het ontdekken dat zwarte gaten straling uitstralen. Bovendien was Hawking een cultureel icoon, onderschreef talloze oorzaken, verscheen als veel tv-shows als zichzelf en schreef verschillende boeken op die de wetenschap voor een breder publiek toegankelijk hebben gemaakt.
Vroege leven:
Hawking werd geboren op 8 januari 1942 (300 jaar na de dood van Galileo) in Oxford, Engeland. Zijn ouders, Frank en Isobel Hawking, waren beiden studenten aan de universiteit van Oxford, waar Frank geneeskunde studeerde en Isobel filosofie, politiek en economie. Het echtpaar woonde oorspronkelijk in Highgate, een buitenwijk van Londen, maar verhuisde naar Oxford om weg te komen van de bombardementen tijdens de Tweede Wereldoorlog en hun kind veilig te baren. De twee zouden twee dochters krijgen, Philippa en Mary, en één geadopteerde zoon, Edward.
Het gezin verhuisde in 1950 opnieuw, dit keer naar St. Albans, Hertfordshire, omdat Stephen's vader hoofd parasitologie werd bij het National Institute for Medical Research (nu onderdeel van het Francis Crick Institute). Daar verwierf de familie de reputatie zeer intelligent te zijn, zij het enigszins excentriek. Ze leefden spaarzaam, woonden in een groot, rommelig en slecht onderhouden huis, reden rond in een omgebouwde taxi en lazen voortdurend (zelfs aan de eettafel).
Opleiding:
Hawking begon zijn opleiding aan de Byron House School, waar hij moeite had met leren lezen (wat hij later de schuld gaf van de "progressieve methoden" van de school.) Terwijl hij in St. Albans was, woonde de achtjarige Hawking St. Albans High bij School voor meisjes voor een paar maanden (dat was toen toegestaan voor jongere jongens). In september 1952 stond hij een jaar ingeschreven aan de Radlett School, maar hij zou het grootste deel van zijn tienerjaren bij St. Albans blijven vanwege de financiële beperkingen van de familie.
Daar maakte Hawking veel vrienden, met wie hij bordspellen speelde, vuurwerk fabriceerde, vliegtuigen en boten modelleerde en lange discussies had over onderwerpen variërend van religie tot buitenzintuiglijke waarneming. Vanaf 1958, en met de hulp van de wiskundeleraar Dikran Tahta, bouwden Hawking en zijn vrienden een computer van klokonderdelen, een oude telefooncentrale en andere gerecyclede componenten.
Hoewel hij aanvankelijk niet academisch succesvol was, toonde Hawking veel aanleg voor wetenschappelijke onderwerpen en kreeg hij de bijnaam "Einstein". Geïnspireerd door zijn leraar Tahta besloot hij wiskunde te gaan studeren aan de universiteit. Zijn vader had gehoopt dat zijn zoon naar Oxford zou gaan en medicijnen zou studeren, maar aangezien het daar destijds niet mogelijk was om wiskunde te studeren, koos Hawking ervoor natuurkunde en scheikunde te studeren.
In 1959, toen hij net 17 was, nam Hawking het toelatingsexamen voor Oxford en ontving een beurs. De eerste 18 maanden verveelde hij zich en voelde hij zich eenzaam omdat hij jonger was dan zijn leeftijdsgenoten en vond het werk "belachelijk gemakkelijk". Tijdens zijn tweede en derde jaar deed Hawking meer pogingen om een band op te bouwen met zijn leeftijdsgenoten en ontwikkelde zich tot een populaire student, trad toe tot de Oxford Boat Club en ontwikkelde een interesse in klassieke muziek en sciencefiction.
Toen het tijd was voor zijn eindexamen, waren de prestaties van Hawking matig. In plaats van alle vragen te beantwoorden, koos hij ervoor om zich te concentreren op theoretische natuurkundevragen en vermeed alle vereiste feitelijke kennis. Het resultaat was een score die hem op de grens tussen de eer van de eerste en tweede klasse zette. Omdat hij een eersteklas onderscheiding nodig had voor zijn geplande universitaire studies in kosmologie in Cambridge, moest hij een via (mondeling examen) afleggen.
Bezorgd dat hij werd gezien als een luie en moeilijke student, beschreef Hawking zijn toekomstplannen als volgt tijdens de viva: 'Als je me een eerste beloont, ga ik naar Cambridge. Als ik een tweede ontvang, blijf ik in Oxford, dus ik verwacht dat je me een eerste zult geven. ' Hawking stond echter hoger in aanzien dan hij dacht en ontving een eersteklas BA (Hons.) - diploma, waardoor hij in oktober 1962 aan de Cambridge University kon afstuderen.
Hawking ondervond enige aanvankelijke moeilijkheden tijdens zijn eerste jaar van doctoraatsstudies. Hij vond zijn achtergrond in wiskunde onvoldoende voor werk in de algemene relativiteitstheorie en kosmologie, en kreeg Dennis William Sciama (een van de grondleggers van de moderne kosmologie) toegewezen als zijn supervisor, in plaats van de bekende astronoom Fred Hoyle (op wie hij had gehoopt).
Bovendien werd tijdens zijn afstudeeronderzoek bij Hawking de diagnose amyotrofische laterale sclerose (ALS) met vroege aanvang gesteld. Tijdens zijn laatste jaar in Oxford had hij een ongeluk meegemaakt waarbij hij van een trap was gevallen en hij begon ook moeilijkheden te ondervinden bij het roeien en onduidelijke spraak. Toen de diagnose in 1963 kwam, raakte hij depressief en vond het weinig zin zijn studie voort te zetten.
Zijn kijk veranderde echter snel, naarmate de ziekte langzamer ging dan de artsen hadden voorspeld - aanvankelijk kreeg hij twee jaar te leven. Vervolgens keerde hij, aangemoedigd door Sciama, terug naar zijn werk en kreeg al snel een reputatie van genialiteit en onbezonnenheid. Dit werd aangetoond toen hij in juni 1964 tijdens een lezing in het openbaar het werk van de bekende astronoom Fred Hoyle, die beroemd was omdat hij de Big Bang-theorie afkeurde, publiekelijk uitdaagde.
Toen Hawking zijn studies begon, was er in de natuurkundegemeenschap veel discussie over de heersende theorieën over de schepping van het universum: de oerknal- en de steady-state-theorieën. In het eerste geval werd het universum bedacht in een gigantische explosie, waarbij alle materie in het bekende universum werd gecreëerd. In het laatste geval wordt er constant nieuwe materie gecreëerd naarmate het universum zich uitbreidt. Hawking nam snel deel aan het debat.
Hawking raakte geïnspireerd door de stelling van Roger Penrose dat een ruimtetijd singulariteit - een punt waar de hoeveelheden die worden gebruikt om het zwaartekrachtveld van een hemellichaam te meten oneindig worden - bestaat in het midden van een zwart gat. Hawking paste hetzelfde denken toe op het hele universum en schreef zijn scriptie uit 1965 over het onderwerp. Hij ontving een onderzoeksbeurs aan Gonville en Caius College en behaalde zijn doctoraat in de kosmologie in 1966.
Het was ook in deze tijd dat Hawking zijn eerste vrouw, Jane Wilde, ontmoette. Hoewel hij haar kort voor zijn diagnose met ALS had ontmoet, bleef hun relatie groeien naarmate hij terugkeerde om zijn studies af te ronden. De twee verloofden zich in oktober 1964 en trouwden op 14 juli 1966. Hawking zou later zeggen dat zijn relatie met Wilde hem 'iets om voor te leven' gaf.
Wetenschappelijke prestaties:
In zijn proefschrift, dat hij in samenwerking met Penrose schreef, breidde Hawking het bestaan van singulariteiten uit tot het idee dat het universum mogelijk als singulariteit is begonnen. Hun gezamenlijke essay, getiteld 'Singularities and the Geometry of Space-Time', was de nummer twee in de Gravity Research Foundation-wedstrijd van 1968 en deelde de hoogste onderscheiding met een van Penrose om Cambridge's meest prestigieuze Adams-prijs voor dat jaar te winnen.
In 1970 werd Hawking onderdeel van het Sherman Fairchild Distinguished Scholars-bezoek aan het lectoraatsprogramma, waardoor hij kon doceren aan het California Institute of Technology (Caltech). Het was in deze tijd dat hij en Penrose een bewijs publiceerden waarin de theorieën van algemene relativiteitstheorie en de fysische kosmologie waren verwerkt die door Alexander Freidmann was ontwikkeld.
Op basis van Einsteins vergelijkingen beweerde Freidmann dat het universum dynamisch was en in de loop van de tijd veranderde. Hij beweerde ook dat de ruimtetijd een geometrie had, die wordt bepaald door de totale massa / energiedichtheid. Als het gelijk is aan de kritische dichtheid, heeft het universum nul kromming (d.w.z. platte configuratie); als het minder dan kritiek is, heeft het universum een negatieve kromming (open configuratie); en indien groter dan kritiek, heeft het universum een positieve kromming (gesloten configuratie)
Volgens de Hawking-Penrose singulariteitsstelling, als het universum werkelijk de modellen van algemene relativiteitstheorie gehoorzaamde, dan moet het als singulariteit zijn begonnen. Dit betekende in wezen dat, vóór de oerknal, het hele universum bestond als een punt van oneindige dichtheid dat alle massa en ruimte-tijd van het universum bevatte, voordat kwantumfluctuaties ervoor zorgden dat het snel uitdijde.
Ook in 1970 postuleerde Hawking wat bekend werd als de tweede wet van de dynamiek van zwarte gaten. Met James M. Bardeen en Brandon Carter stelde hij de vier wetten van de mechanica van zwarte gaten voor, waarmee hij een analogie trok met de vier wetten van de thermodynamica.
Deze vier wetten stelden dat - voor een stilstaand zwart gat de horizon een constante zwaartekracht heeft; voor verstoringen van stationaire zwarte gaten is de verandering van energie gerelateerd aan verandering van gebied, impulsmoment en elektrische lading; het horizongebied is, uitgaande van de zwakke energietoestand, een niet-afnemende tijdfunctie; en dat het niet mogelijk is om een zwart gat te vormen met verdwijnende zwaartekracht.
In 1971 bracht Hawking een essay uit met de titel 'Black Holes in General Relativity' waarin hij vermoedde dat het oppervlak van zwarte gaten nooit kan afnemen, en daarom kunnen bepaalde grenzen worden gesteld aan de hoeveelheid energie die ze uitstoten. Dit essay won in januari van dat jaar de Hawking the Gravity Research Foundation Award.
In 1973 verscheen het eerste boek van Hawking, dat hij schreef tijdens zijn postdoctorale studies bij George Ellis. Getiteld, De grootschalige structuur van ruimte-tijdbeschrijft het boek het fundament van de ruimte zelf en de aard van de oneindige expansie ervan, waarbij differentiële geometrie wordt gebruikt om de gevolgen van Einsteins algemene relativiteitstheorie te onderzoeken.
Hawking werd verkozen tot Fellow of the Royal Society (FRS) in 1974, een paar weken na de aankondiging van Hawking-straling (zie hieronder). In 1975 keerde hij terug naar Cambridge en kreeg een nieuwe functie als Reader, die is voorbehouden aan senior academici met een vooraanstaande internationale reputatie op het gebied van onderzoek of studiebeurs.
Het midden tot eind jaren zeventig was een tijd van groeiende belangstelling voor zwarte gaten, evenals de onderzoekers die ermee verbonden waren. Als zodanig begon Hawking's publieke profiel te groeien en hij kreeg meer academische en publieke erkenning, verscheen in gedrukte en televisie-interviews en ontving talloze ereposities en onderscheidingen.
Eind jaren zeventig werd Hawking verkozen tot Lucasiaanse hoogleraar wiskunde aan de Universiteit van Cambridge, een erepositie die werd opgericht in 1663 en die wordt beschouwd als een van de meest prestigieuze academische posten ter wereld. Vóór Hawking omvatten de voormalige houders wetenschappelijke grootheden als Sir Isaac Newton, Joseph Larmor, Charles Babbage, George Stokes en Paul Dirac.
Zijn oratie als Lucasiaanse hoogleraar wiskunde heette: "Is the end in sight for Theoretical Physics". Tijdens de toespraak stelde hij N = 8 Supergravity voor - een kwantumveldentheorie waarbij zwaartekracht bij 8 supersymmetrieën betrokken is - als de leidende theorie om veel van de opmerkelijke problemen op te lossen die natuurkundigen bestudeerden.
De promotie van Hawking viel samen met een gezondheidscrisis die ertoe leidde dat Hawking gedwongen werd om thuis verpleegkundige diensten te accepteren. Tegelijkertijd begon hij een overgang te maken in zijn benadering van de natuurkunde, en werd hij intuïtiever en speculatiever dan dat hij aandrong op wiskundige bewijzen. In 1981 begon Hawking zijn aandacht te richten op de theorie van de kosmologische inflatie en de oorsprong van het universum.
De inflatietheorie - die in datzelfde jaar door Alan Guth was voorgesteld - stelt dat het universum na de oerknal aanvankelijk zeer snel uitbreidde voordat het zich tot een langzamer tempo van expansie vestigde. Als reactie presenteerde Hawking dat jaar werk op de Vaticaanse conferentie, waar hij suggereerde dat hun grens geen grens zou zijn of een begin zou kunnen zijn voor het universum.
In de zomer van 1982 organiseerden hij en zijn collega Gary Gibbons een workshop van drie weken over het onderwerp getiteld "The Very Early Universe" aan de universiteit van Cambridge. Met Jim Hartle, een Amerikaanse natuurkundige en professor in de natuurkunde aan de Universiteit van Californië, stelde hij voor dat het heelal in de vroegste periode van het heelal (ook bekend als het Planck-tijdperk) geen grens had in de ruimtetijd.
In 1983 publiceerden ze dit model, bekend als de staat Hartle-Hawking. Het beweerde onder meer dat tijd vóór de oerknal niet bestond en dat het concept van het begin van het universum daarom zinloos is. Het verving ook de aanvankelijke eigenheid van de oerknal door een gebied dat verwant is aan de noordpool waar men (vergelijkbaar met de echte noordpool) niet naar het noorden kan reizen omdat het een punt is waar lijnen elkaar ontmoeten zonder grenzen.
Dit voorstel voorspelde een gesloten universum, dat veel existentiële implicaties had, vooral over het bestaan van God. Hawking sloot op geen enkel moment het bestaan van God uit en koos ervoor om God in metaforische zin te gebruiken bij het uitleggen van de mysteries van het universum. Hij suggereerde echter vaak dat het bestaan van God niet nodig was om de oorsprong van het universum te verklaren, of het bestaan van een verenigde veldtheorie.
In 1982 begon hij ook aan een boek dat de aard van het universum, de relativiteitstheorie en de kwantummechanica zou verklaren op een manier die toegankelijk zou zijn voor het grote publiek. Dit leidde ertoe dat hij een contract sloot met Bantam Books omwille van de publicatie Een korte geschiedenis van de tijd, waarvan hij het eerste ontwerp in 1984 voltooide.
Na meerdere herzieningen werd het definitieve ontwerp in 1988 gepubliceerd en kreeg het veel lovende kritieken. Het boek werd in meerdere talen vertaald, stond maandenlang bovenaan de bestsellerlijsten in zowel de VS als het VK en verkocht uiteindelijk naar schatting 9 miljoen exemplaren. De media-aandacht was intens, en Newsweek tijdschriftomslag en een televisiespecial beschreven hem beiden als "Master of the Universe".
Verder werk van Hawking op het gebied van tijdpijlen leidde tot de publicatie in 1985 van een paper waarin werd geopperd dat als het niet-begrenzende voorstel correct was, de tijd achteruit zou lopen als het universum zou stoppen met uitbreiden en uiteindelijk zou instorten. Hij zou dit concept later intrekken nadat onafhankelijke berekeningen het hadden betwist, maar de theorie gaf wel waardevol inzicht in de mogelijke verbanden tussen tijd en kosmische expansie.
In de jaren negentig bleef Hawking publiceren en lezingen geven over zijn theorieën over natuurkunde, zwarte gaten en de oerknal. In 1993 was hij co-redacteur van een boek met Gary Gibbons over Euclidische kwantumzwaartekracht, een theorie waaraan ze eind jaren zeventig samen hadden gewerkt. Volgens deze theorie kan een sectie van een zwaartekrachtveld in een zwart gat worden geëvalueerd met behulp van een functionele integrale benadering, zodat de singulariteiten kunnen worden vermeden.
Datzelfde jaar een populaire verzameling essays, interviews en lezingen met de titel, Black Holes and Baby Universes en andere essays werd ook gepubliceerd. In 1994 gaven Hawking en Penrose een reeks van zes lezingen aan het Cambridge Newton Institute, die in 1996 werden gepubliceerd onder de titel 'De aard van ruimte en tijd“.
Het was ook in de jaren negentig dat er belangrijke ontwikkelingen plaatsvonden in het persoonlijke leven van Hawking. In 1990 startten hij en Jane Hawking een echtscheidingsprocedure na vele jaren van gespannen relaties, vanwege zijn handicap, de constante aanwezigheid van verzorgers en zijn status als beroemdheid. Hawking hertrouwde in 1995 met Elaine Mason, zijn jarenlange verzorger.
In de jaren 2000 produceerde Hawking veel nieuwe boeken en nieuwe edities van oudere. Deze zijn inclusief The Universe in a Nutshell (2001), A Briefer History of Time (2005), en God schiep de gehele getallen (2006). Hij begon ook samen te werken met Jim Hartle van de Universiteit van Californië, Santa Barbara, en de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) om nieuwe kosmologische theorieën te produceren.
De belangrijkste hiervan was Hawking's "top-down kosmologie", die stelt dat het universum niet één unieke begintoestand had, maar veel verschillende, en dat het voorspellen van de huidige toestand van het universum vanuit één enkele begintoestand daarom ongepast is. In overeenstemming met de kwantummechanica stelt de kosmologie van boven naar beneden dat het heden het verleden 'selecteert' uit een superpositie van vele mogelijke geschiedenissen.
Daarbij bood de theorie ook een mogelijke oplossing voor de “afstemmingsvraag”, die de mogelijkheid aanpakt dat het leven alleen kan bestaan als bepaalde fysieke beperkingen binnen een beperkt bereik liggen. Door dit nieuwe model van kosmologie aan te bieden, opende Hawking de mogelijkheid dat het leven niet aan dergelijke beperkingen gebonden zou zijn en veel talrijker zou kunnen zijn dan eerder werd gedacht.
In 2006, Hawking en zijn tweede vrouw, Elaine Mason, rustig gescheiden, en Hawking hervatte nauwere relaties met zijn eerste vrouw Jane, zijn kinderen (Robert, Lucy en Timothy) en kleinkinderen. In 2009 ging hij met pensioen als Lucasian Professor of Mathematics, wat vereist was door de voorschriften van Cambridge University. Hawking is sindsdien blijven werken als onderzoeksdirecteur aan de Cambridge University Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, en heeft geen aanwijzing gegeven met pensioen te gaan.
"Hawking Radiation" en de "Black Hole Information Paradox":
Begin jaren zeventig begon Hawking te werken aan wat bekend staat als de 'no-hair theorem'. Gebaseerd op de Einstein-Maxwell-vergelijkingen van gravitatie en elektromagnetisme in algemene relativiteit, stelde de stelling dat alle zwarte gaten volledig kunnen worden gekenmerkt door slechts drie extern waarneembare klassieke parameters: massa, elektrische lading en impulsmoment.
In dit scenario 'verdwijnt' alle andere informatie over de materie die een zwart gat heeft gevormd of erin valt (waarvoor 'haar' wordt gebruikt als metafoor) achter de gebeurtenishorizon van het zwarte gat, en blijft daarom behouden maar permanent ontoegankelijk voor externe waarnemers.
In 1973 reisde Hawking naar Moskou en ontmoette hij Sovjetwetenschappers Yakov Borisovich Zel’dovich en Alexei Starobinsky. Tijdens zijn gesprekken met hen over hun werk lieten ze hem zien hoe het onzekerheidsprincipe aantoonde dat zwarte gaten deeltjes zouden moeten afgeven. Dit was in tegenspraak met Hawking's tweede wet van de thermodynamica van zwarte gaten (d.w.z. zwarte gaten kunnen niet kleiner worden) omdat het betekende dat ze door het verliezen van energie massa moesten verliezen.
Bovendien ondersteunde het een theorie van Jacob Bekenstein, een afgestudeerde student van de John Wheeler University, dat zwarte gaten een eindige temperatuur en entropie zonder temperatuur zouden moeten hebben. Dit alles was in tegenspraak met de 'geen-haar-stelling' over zwarte moedervlekken. Hawking herzag deze stelling kort daarna, wat aantoont dat wanneer rekening wordt gehouden met kwantummechanische effecten, men ontdekt dat zwarte gaten thermische straling uitzenden bij een temperatuur.
Vanaf 1974 presenteerde Hawking de resultaten van Bekenstein, waaruit bleek dat zwarte gaten straling uitstralen. Dit werd bekend als "Hawking-straling" en was aanvankelijk controversieel. Tegen het einde van de jaren zeventig en na de publicatie van verder onderzoek werd de ontdekking algemeen aanvaard als een belangrijke doorbraak in de theoretische fysica.
Een van de uitkomsten van deze theorie was echter de waarschijnlijkheid dat zwarte gaten geleidelijk massa en energie verliezen. Hierdoor wordt verwacht dat zwarte gaten die meer massa verliezen dan ze op andere manieren winnen, zullen krimpen en uiteindelijk verdwijnen - een fenomeen dat bekend staat als zwart gat "verdamping".
In 1981 stelde Hawking voor dat informatie in een zwart gat onherstelbaar verloren gaat wanneer een zwart gat verdampt, wat bekend werd als de "Black Hole Information Paradox". Hierin staat dat fysieke informatie permanent kan verdwijnen in een zwart gat, waardoor veel fysieke toestanden in dezelfde staat kunnen overgaan.
Dit was controversieel omdat het twee fundamentele leerstellingen van de kwantumfysica schond. De kwantumfysica vertelt ons in principe dat volledige informatie over een fysisch systeem - d.w.z. de toestand van zijn materie (massa, positie, spin, temperatuur, enz.) - gecodeerd is in zijn golffunctie tot het punt waarop die golffunctie instort. Dit geeft op zijn beurt aanleiding tot twee andere principes.
De eerste is Quantum Determinism, dat stelt dat - gezien de huidige golffunctie - toekomstige veranderingen uniek worden bepaald door de evolutie-operator. De tweede is omkeerbaarheid, die stelt dat de evolutie-operator een inverse heeft, wat betekent dat de golffuncties in het verleden op dezelfde manier uniek zijn. De combinatie hiervan betekent dat de informatie over de kwantumtoestand van materie altijd moet worden bewaard.
Door voor te stellen dat deze informatie verdwijnt zodra een zwart verdampt, creëerde Hawking in wezen een fundamentele paradox. Als een zwart gat kan verdampen, waardoor alle informatie over een kwantumgolffunctie verdwijnt, kan informatie in feite voor altijd verloren gaan. Dit is het onderwerp geweest van een voortdurend debat onder wetenschappers, een debat dat grotendeels onopgelost is gebleven.
Maar in 2003 was de groeiende consensus onder natuurkundigen dat Hawking het bij het verkeerde eind had met het verlies van informatie in een zwart gat. In een lezing in Dublin in 2004 gaf hij zijn weddenschap toe met collega John Preskill van Caltech (die hij in 1997 maakte), maar beschreef hij zijn eigen, enigszins controversiële oplossing voor het paradoxprobleem - dat zwarte gaten meer dan één topologie kunnen hebben.
In het artikel uit 2005 dat hij over dit onderwerp publiceerde - "Informatieverlies in zwarte gaten" - betoogde hij dat de informatieparadox werd verklaard door alle alternatieve geschiedenissen van universa te onderzoeken, waarbij het informatieverlies bij mensen met zwarte gaten werd tenietgedaan door mensen zonder . Vanaf januari 2014 heeft Hawking de Black Hole Information Paradox beschreven als zijn "grootste blunder".
Andere prestaties:
Naast het vergroten van ons begrip van zwarte gaten en kosmologie door de toepassing van algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica, is Stephen Hawking ook cruciaal geweest om wetenschap voor een breder publiek te brengen. In de loop van zijn carrière heeft hij veel populaire boeken gepubliceerd, veel gereisd en lezingen gegeven, talloze optredens gedaan en voice-over gedaan voor televisieshows, films en zelfs gesproken voor het Pink Floyd-nummer 'Keep Talking'.
Een filmversie van Een korte geschiedenis van de tijd, geregisseerd door Errol Morris en geproduceerd door Steven Spielberg, ging in première in 1992. Hawking had gewild dat de film eerder wetenschappelijk dan biografisch was, maar hij werd er anders van overtuigd. In 1997 een zesdelige televisieserie Het universum van Stephen Hawking ging in première op PBS, met ook een begeleidend boek.
In 2007 publiceerden Hawking en zijn dochter Lucy George's Secret Key to the Universe, een kinderboek dat is ontworpen om de theoretische fysica op een toegankelijke manier uit te leggen en met personages die vergelijkbaar zijn met die in de Hawking-familie. Het boek werd gevolgd door drie sequels - George's Cosmic Treasure Hunt (2009), George en de oerknal (2011), George en de onbreekbare code (2014).
Sinds de jaren 1990 is Hawking ook een belangrijk rolmodel geweest voor mensen die te maken hebben met handicaps en degeneratieve ziekten, en zijn bereik voor bewustzijn en onderzoek naar handicaps is ongeëvenaard. Rond de eeuwwisseling sloten hij en elf andere uitblinkers zich aan bij Rehabilitation International om de Handvest voor het derde millennium voor gehandicapten, die regeringen over de hele wereld opriep om handicaps te voorkomen en de rechten van gehandicapten te beschermen.
Gemotiveerd door de wens om de publieke belangstelling voor ruimtevaart te vergroten en het potentieel van mensen met een handicap te laten zien, nam hij in 2007 deel aan een zwaartekrachtvlucht in een "Braakselkomeet" - een speciaal uitgerust vliegtuig dat door de lucht zakt en klimt om de gevoel van gewichtloosheid - met dank aan Zero Gravity Corporation, waarin hij acht keer gewichtloosheid ervoer.
In augustus 2012 vertelde Hawking het "Verlichting" -segment van de openingsceremonie van de Paralympische Zomerspelen 2012. In september 2013 sprak hij zijn steun uit voor de legalisering van hulp bij zelfdoding voor terminaal zieken. In augustus 2014 accepteerde Hawking de Ice Bucket Challenge om ALS / MND-bewustzijn te promoten en bijdragen voor onderzoek te verhogen. Omdat hij in 2013 longontsteking had, werd hem aangeraden geen ijs over hem te laten gieten, maar zijn kinderen boden zich vrijwillig aan om de uitdaging namens hem aan te gaan.
Tijdens zijn carrière is Hawking ook een betrokken docent geweest, die persoonlijk 39 succesvolle promovendi heeft begeleid en ook zijn naam heeft gegeven aan de voortdurende zoektocht naar buitenaardse intelligentie en het debat over de ontwikkeling van robots en kunstmatige intelligentie. Op 20 juli 2015 hielp Stephen Hawking met de lancering van Breakthrough Initiatives, een poging om buitenaards leven in het universum te zoeken.
Ook in 2015 leende Hawking zijn stem en beroemdheidsstatus aan de promotie van The Global Goals, een reeks van 17 doelen die door de VN-top voor duurzame ontwikkeling zijn aangenomen om extreme armoede, sociale ongelijkheid te beëindigen en klimaatverandering in de loop van de volgende 15 jaar.
Eer en erfenis:
Zoals reeds opgemerkt, werd Hawking in 1974 verkozen tot Fellow of the Royal Society (FRS) en was hij een van de jongste wetenschappers die Fellow werd. Op dat moment luidde zijn benoeming:
Hawking heeft belangrijke bijdragen geleverd op het gebied van algemene relativiteitstheorie. Deze komen voort uit een diep begrip van wat relevant is voor natuurkunde en astronomie, en vooral uit een beheersing van geheel nieuwe wiskundige technieken. Naar aanleiding van het baanbrekende werk van Penrose stelde hij, gedeeltelijk alleen en gedeeltelijk in samenwerking met Penrose, een reeks opeenvolgende sterkere stellingen op die het fundamentele resultaat vestigden dat alle realistische kosmologische modellen singulariteiten moeten bezitten. Met behulp van vergelijkbare technieken heeft Hawking de fundamentele stellingen over de wetten die zwarte gaten beheersen, bewezen: dat stationaire oplossingen van Einsteins vergelijkingen met soepele horizon van gebeurtenissen noodzakelijk asymmetrisch moeten zijn; en dat bij de evolutie en interactie van zwarte gaten de totale oppervlakte van de evenementhorizons moet toenemen. In samenwerking met G. Ellis is Hawking de auteur van een indrukwekkende en originele verhandeling over “Space-time in the Large.
Ander belangrijk werk van Hawking heeft betrekking op de interpretatie van kosmologische waarnemingen en op het ontwerp van gravitatiegolfdetectoren.
In 1975 ontving hij zowel de Eddington Medal als de Pius XI Gold Medal, en in 1976 de Dannie Heineman Prize, de Maxwell Prize en de Hughes Medal. In 1977 werd hij benoemd tot hoogleraar met een leerstoel in de zwaartekrachtfysica, en ontving hij het Albert Einstein-medaille en een eredoctoraat van de Universiteit van Oxford tegen het jaar daarop.
In 1981 ontving Hawking de Amerikaanse Franklin Medal, gevolgd door een Commander of the Order of the British Empire (CBE) medaille het volgende jaar. De rest van het decennium werd hij driemaal geëerd, eerst met de gouden medaille van de Royal Astronomical Society in 1985, de Paul Dirac-medaille in 1987 en, samen met Penrose, met de prestigieuze Wolfprijs in 1988. In 1989 werd benoemd tot lid van de Orde van de Metgezellen van Eer (CH), maar weigerde naar verluidt een ridderschap.
In 1999 ontving Hawking de Julius Edgar Lilienfeld-prijs van de American Physical Society. In 2002 nam de BBC hem, na een stemming in het VK, op in hun lijst van de 100 beste Britten. Meer recentelijk ontving Hawking de Copley Medal van de Royal Society (2006), de Presidential Medal of Freedom, Amerika's hoogste burgerlijke onderscheiding (2009) en de Russian Special Fundamental Physics Prize (2013).
Verschillende gebouwen zijn naar hem vernoemd, waaronder het Stephen W. Hawking Science Museum in San Salvador, El Salvador, het Stephen Hawking Building in Cambridge en het Stephen Hawking Centre van het Perimeter Institute in Canada. En gezien Hawking's associatie met de tijd, werd hij gekozen om de mechanische 'Chronophage' te onthullen - ook bekend als. de Corpus Clock - bij Corpus Christi College Cambridge in september 2008.
Ook in 2008, tijdens een reis naar Spanje, ontving Hawking de Fonseca-prijs - een jaarlijkse prijs van de Universiteit van Santiago de Compostela die wordt uitgereikt aan degenen voor buitengewone prestaties in wetenschapscommunicatie. Hawking werd voor de prijs uitgekozen vanwege zijn 'uitzonderlijke beheersing van de popularisering van complexe concepten in de natuurkunde aan de rand van ons huidige begrip van het universum, gecombineerd met de hoogste wetenschappelijke uitmuntendheid, en omdat hij wereldwijd een publieke referentie van de wetenschap is geworden. "
Over Stephen Hawking zijn in de loop der jaren ook meerdere films gemaakt. Deze omvatten de eerder genoemdeEen korte geschiedenis van de tijd, de biopic uit 1991, geregisseerd door Errol Morris en Stephen Spielberg; Hawking, een BBC-drama uit 2004 met Benedict Cumberbatch in de titelrol; de documentaire uit 2013 getiteld "Hawking", door Stephen Finnigan.
Meest recentelijk was er de film uit 2014 De theorie van alles dat het leven beschrijft van Stephen Hawking en zijn vrouw Jane. Geregisseerd door James Marsh, speelt de film Eddie Redmayne als Professor Hawking en Felicity Jones als Jane Hawking.
Dood:
Dr. Stephen Hawking stierf in de vroege uren van woensdag 14 maart 2018 in zijn huis in Cambridge. Volgens een verklaring van zijn familie stierf hij vredig. Hij was 76 jaar oud en wordt overleefd door zijn eerste vrouw, Jane Wilde, en hun drie kinderen - Lucy, Robert en Tim.
Alles bij elkaar genomen, was Stephen Hawking misschien wel de beroemdste wetenschapper die in de moderne tijd leeft. Zijn werk op het gebied van astrofysica en kwantummechanica heeft geleid tot een doorbraak in ons begrip van tijd en ruimte en zal waarschijnlijk tientallen jaren door wetenschappers worden overstroomd. Bovendien heeft hij meer dan welke levende wetenschapper dan ook gedaan om wetenschap toegankelijk en interessant te maken voor het grote publiek.
Als klap op de vuurpijl reisde hij de hele wereld over en gaf lezingen over onderwerpen variërend van wetenschap en kosmologie tot mensenrechten, kunstmatige intelligentie en de toekomst van de mensheid. Hij gebruikte ook de status van beroemdheid die hem werd verleend om waar mogelijk de oorzaken van wetenschappelijk onderzoek, verkenning van de ruimte, bewustzijn van gehandicapten en humanitaire doelen te bevorderen.
In al deze opzichten leek hij erg op zijn voorganger, Albert Einstein - een andere invloedrijke wetenschapper die beroemd werd en die zeker zijn krachten zou gebruiken om onwetendheid te bestrijden en humanitaire doelen te bevorderen. 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
