۱۰ دستاورد مهم استیون هاوکینگ

مجله علمی ایلیاد - استیون ویلیام هاوکینگ، در هجدهم دی‌ماه سال ۱۳۲۰ در کشور انگلستان متولد و در ۲۲ اسفندماه سال ۱۳۹۶ در سن ۷۶ سالگی چشم از جهان فروبست. امروزه وی را به عنوان یک فیزیک‌دان، کیهان‌شناس و نویسنده‌ی بزرگ می‌شناسیم. معروفیت وی بیشتر بخاطر کار بر روی سیاهچاله‌هاست و صاحب پرفروش‌ترین کتاب علمی تاریخ بریتانیا به عنوان «تاریخچه‌ی زمان» است. وی را یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان تاریخ بریتانیا می‌شناسند. او برنده‌ی چندین جایزه‌ی معتبر از جمله مدال راس، مدال کوپلی و مدال آزادی ریاست‌جمهوری است.

در ادامه به بررسی ۱۰ دستاورد بزرگ استیون هاوکینگ در طول حیاتش، می‌پردازیم:

 

وی در کنار دانشمندان دیگری همچون پنروز، در زمینه‌ی تکینگی گرانشی فعال کرد. تکینگی گرانشی نقطه‌ای تک‌بعدی در فضاست که جرم عظیمی را در محدوده‌ی بسیار کوچکی فشرده کرده. در یک تکینگی، نیروی گرانش به سمت بی‌نهایت میل خواهد کرد و انحنای فضا به نهایت میزان خود خواهد رسید و قوانین شناخته شده‌ی فیزیک در این شرایط بی‌اعتبار خواهند شد. استیون هاوکینگ در کنار ریاضیدان شهیر انگلیسی، راجر پنروز، بر روی تکینگی کار کرد و اثبات نمود که جهان هستی می‌تواند از درون یک تکینگی ایجاد شده باشد.

 

هاوکینگ در کنار دانشمندانی همچون باردین و کارتر، چهار قانون در مورد مکانیک سیاهچاله‌ها را کشف کرد. این قوانین که به قوانین ترمودینامیک شباهت دارند، می‌توانند فیزیک سیاهچاله‌ها را شرح دهند. در سال ۱۹۷۱، مقاله‌ی وی با عنوان «سیاهچاله‌ها» برنده‌ی جایزه‌ی معتبر مرکز پژوهش‌های جاذبه شد.

 

قبل از ارائه‌ی این نظریه، فیزیکدان‌ها معتقد بودند که هیچ چیز نمی‌تواند از درون یک سیاهچاله، خارج شود. در سال ۱۹۷۴ هاوکینگ نشان داد که سیاهچاله‌ها نیز می‌توانند تابش‌های خاصی داشته باشند تا زمانی که به مرور از جرمشان کاسته شده و به اصطلاح تبخیر شوند. این نظریه در ابتدا مناقشاتی را در بین دانشمندان ایجاد کرد، ولی در نهایت پذیرفته شد و هم‌اکنون به عنوان یکی از دستاوردهای مهم در حوزه‌ی فیزیک سیاهچاله‌ها شناخته می‌شود.

 

نظریه‌ی تورم کیهانی در ابتدا در سال ۱۹۸۰ توسط آلن گوث مطرح شد. در این نظریه که اکنون مورد پذیرش جامعه‌ی علمی قرار گرفته، نشان داده می‌شود که  لحظاتی پس از بیگ‌بنگ، یک انبساط ناگهانی در جهان رخ داده و سپس این انبساط با سرعت آهسته‌تری ادامه یافته. هاوکینگ یکی از اولین دانشمندانی بود که روی این نظریه کار کرد و نقش نوسانات کوانتومی در زمان تورم در شکل‌گیری و گسترش کهکشان‌ها در عالم را به شکل محاسباتی نشان داد.

 

در سال ۱۹۸۳، هاوکینگ به همراه جیمز هارتل، مدلی را ارائه کرد که به عنوان مدل هارتل-هاوکینگ شناخته می‌شود. او پیشنهاد کرد که «زمان» پیش از مهبانگ وجود نداشته و به همین خاطر، هر گونه پرسش در مورد آغاز جهان، سوالی بی‌معنی و نادرست است. این ایده تا کنون به عنوان یکی از بهترین تئوری‌های توضیح‌دهنده‌ی وضعیت آغازین کیهان شناخته می‌شود.

 

در سال ۲۰۰۶ وی در کنار دانشمندی از سرن، بنام توماس هرتوگ، نظریه‌ای را با عنوان «کیهان‌شناسی بالا به پایین» ارائه کرد که پیشنهاد می‌دهد جهان دارای یک حالت اولیه‌ی منحصربه‌فرد نبوده ولی به شکل همزمان شامل حالات فراوان اولیه‌ای بوده است. به همین خاطر، چون ما شرایط ابتدایی جهان را نمی‌دانیم، نخواهیم توانست مدلی را ارائه کنیم که به شکل پایین به بالا باشد. در این حالت بررسی کیهان تنها از دیدگاه بالا به پایین امکان‌پذیر خواهد بود و وضعیت نهایی جهان همان شرایط حال‌حاضر کیهان است. این نظریه به سرعت محبوب شد و با نظریه‌ی شناخته شده‌ی ابرریسمان‌، در تطابق است.

 

در سال ۱۹۸۸ کتاب تاریخچه‌ی زمان، اثر هاوکینگ، منتشر شد. در این کتاب، هاوکینگ به زبانی نسبتا ساده موضوعات کیهان‌شناسی همچون انفجار بزرگ، سیاهچاله‌ها و مفاهیم مخروط نور در نسبیت را شرح می‌دهد. سطح این کتاب به شکلی انتخاب شده که یک خواننده با دانشی مختصر نیز می‌تواند به خوبی مفاهیم پیشرفته‌ی کیهان‌شناسی را درک کند. همین موضوع باعث شد فروش این کتاب طی ۲۰ سال از ۱۰ میلیون نسخه فراتر رود و به یکی از پرفروش‌ترین کتاب‌های علمی تاریخ تبدیل شود. انتشار این کتاب در به شهرت رسیدن هاوکینگ نقش مهمی داشت. تا جایی که رسانه‌ها به وی لقب «استاد کیهان» دادند.

 

پس از انتشار «تاریخچه‌ی زمان»، چندین کتاب دیگر توسط هاوکینگ نگارش و منتشر شد. کتاب‌های محبوبی همچون، سیاهچاله‌ها و جهان اولیه در سال ۱۹۹۳، جهان در پوست گردو در سال ۲۰۰۱، بر شانه‌های غول در سال ۲۰۰۲، دستاوردهای ریاضی که تاریخ را تغییر دادند در سال ۲۰۰۵. همچنین وی با همکاری دخترش لوسی، مجموعه‌ای از کتاب‌های علمی برای کودکان را به نگارش درآورد.

 

چند هفته پس از انتشار مقاله تابش هاوکینگ در سال ۱۹۷۴، وی به عنوان یکی از جوان‌ترین اعضا به انجمن سلطنتی لندن دعوت شد. همچنین در سال ۱۹۸۲ توسط ملکه‌ی انگلستان به درجه‌ی افتخاری فرمانده‌ی ارتش امپراتوری بریتانیا منسوب و در سال ۱۹۸۵ مدای طلای انجمن سلطنتی نجوم را کسب کرد. در سال ۱۹۸۷ مدال پل دیراک را برای کمک‌های خود به فیزیک نظری دریافت کرد.

 

طی یک نظرسنجی که توسط بی‌بی‌سی در سال ۲۰۰۲ با عنوان انتخاب برترین شهروندان تاریخ بریتانیا انجام شد، نام وی در فهرست ۱۰۰ تایی بزرگان به چشم می‌خورد. در سال ۲۰۰۶ مدال کاپلی را از انجمن سلطنتی دریافت و در سال ۲۰۰۹ مدال آزادی ریاست‌جمهوری امریکا را از دستان باراک اوباما دریافت کرد.  در سال ۲۰۱۳ جایزه‌ی ویژه‌ی فیزیک بنیادی روسیه را دریافت کرد که با عنوان جایزه‌ی نوبل قرن ۲۱ نیز شناخته می‌شود.

 

ترجمه: اشکان عارفی - مجله علمی ایلیاد