Visualisering av ett svart hål.
(Bild: © D. Coe, J. Anderson och R. van der Marel (STScI) / NASA / ESA)
På April Fools 'Day 1988 publicerades en modern vetenskapsklassiker av den världsberömda teoretiska fysikern och kosmologen Stephen Hawking. Den kallades "En kort historia av tiden" och den satte igång en våg av allmän nyfikenhet kring mänsklighetens plats i universum.
Många minns bidraget från Hawkings lysande sinne till den vetenskapliga undersökningen efter hans bortgång tidigt på tisdag morgon (14 mars). De inspirerade av hans bok och hans arv inom kosmologin plockar nu upp där Hawkings geni slutade.
Ett av Hawkings mest betydelsefulla bidrag till vetenskapen är en teoretisk lösning på ett av de största fysikens problem. [Stephen Hawkings bästa böcker: svarta hål, multiverser och singulariteter]
Detta svårigheter härrör från två av de viktigaste teorierna inom fysik. Albert Einsteins allmänna relativitetsteori förklarar hur materia beter sig när föremål är mycket stora, och teorin har visat sig fungera och förklarar till exempel hur ljus böjs när det korsar universum. Teorin för kvantmekanik förklarar under tiden hur materien fungerar i en liten, subatomisk skala. Men generell relativitet fungerar inte i liten skala, och kvantmekanik kan inte förklara krafter, såsom tyngdkraften, som fungerar i stor skala.
När Hawking introducerade det matematiska begreppet strålningshålstrålning 1974 verkade det ge vetenskapen ett sätt att använda de två teorierna tillsammans.
"Hawkings strålningsresultat 1974 är en viktig insikt, eftersom det visade att vi kan utforska problemet med att förena kvantmekanik med tyngdkraft på ett matematiskt sätt," sa Paul Sutter, astrofysiker vid Ohio State University, i en intervju med Space.com .
"Under decennierna sedan dess har vissa teoretiska fysiker fortsatt att utforska dessa gränser och skärningspunkten mellan vad som verkar vara en mycket enkel fråga: Vad händer när du har en stark tyngdkraft i liten skala?" Sutter sa. "Det är en enkel fråga men inte en lätt fråga, och Hawking och andra är mästare för att navigera i komplexiteten i den typen av frågor. Det var verkligen ett av de stora genombrottna från tidigt, för att visa hur man utvecklar språket för att komma till dessa problem. ".
Hawking gav både forskare och vetenskapsentusiaster språket för att bättre förstå universum, och för fysiker skrivdes detta språk i antal. Även om "Hawking-strålning" återstår att bevisas med empiriska bevis, testas hans teoretiska översikt på kreativa sätt. Dessa, sade Sutter, inkluderar att utsätta sällsynta tillstånd av materia för ultrakyltemperaturer för att producera udda kvanttillstånd som, matematiskt, kan ungefärligt hända vad som händer nära horisonten för ett svart hål. Utöver den gränsen kan materie och ljus inte längre fly.
Hawkings färdigheter i att kommunicera vetenskap till allmänheten är det som inspirerade Sutters kosmiska nyfikenhet från en ung ålder, sa Sutter.
"Jag minns att jag läste boken som tonåring. Det var en av böckerna som ledde mig ner till vägen för att bli en astrofysiker, en kosmolog," sade han. "Jag tror att boken anger mallen för, låt oss ta ett steg tillbaka och tänka på dessa ämnen om svarta hål, prata om det tidiga universum. Dessa är otroligt esoteriska, djupt matematiska, nischämnen inom fysik ... desto mer Hawking arbetade för att popularisera det , desto mer [vetenskapen] kom in i mainstream och offentlig diskussion, där [nu] kan du gå upp till vem som helst och säga, "Black hole!" eller "Big Bang!" och de kommer att veta vad jag pratar om. Och det är otroligt kraftfullt. "
