دستاوردهای استیون هاوکینگ چگونه دید بشریت به جهان اطراف را تغییر دادند؟

MacTavish · 25/8/19

دستاوردهای استیون هاوکینگ (Stephen Hawking)، فیزیکدان نابغه که در سن 76 سالگی از دنیا رفت، تصور ما از دنیا را به چه شکل دگرگون کردند؟ با ما همراه باشید تا به این سوال بزرگ پاسخ دهیم.

فیزیکدان فوق معروف و نابغه دنیای علم، استیون هاوکینگ (Stephen Hawking)، چهارشنبه، 14 مارس 2018 در کمبریج انگلستان از دنیا رفت. او که در زمان مرگ 76 سال داشت، پیش از وداع گفتن با زمینان خدمات ارزشمندی به بشریت کرد و علاوه بر نگارش کتاب معروفی چون «تاریخچه مختصر زمان» (A Brief History of Time)، دید ما از جهان اطراف را به میزان قابل‌توجهی تغییر داد.

جالب است بدانیم که هاوکینگ در طول بیش از 7 ده زندگی که بخش بزرگی از آن را به دلیل بیماری ضعف عصب حرکتی، بر روی ویلچر گذراند، تعداد 10 کتاب پرفروش را در مورد موضوعات مختلف نگارش کرد و ستاره‌ی بیش از 15 برنامه مستند و غیر مستند علمی بود.

دستاوردهای استیون هاوکینگ گنجینه‌ی بزرگی برای بشریت هستند

اما علاوه بر حضور در سریال‌ها و فیلم‌های تلویزیونی و معروفیت در میان اعضای جوامع مختلف به عنوان دانشمندی سرشناس، دستاوردهای استیون هاوکینگ باعث شدند تا او به عنوان معروف‌ترین فیزیکدان نیمه پایانی قرن بیست شناخته شود و اکتشافات ارزشمندش در مورد سیاه چاله‌ها، مکانیک کوانتوم و نظریه بیگ بنگ یا همان رویداد آغازین جهان، باعث شد تا راه نوابغی چون آلبرت انیشتین و ورنر هایزنبرگ ادامه پیدا کند.

هاوکینگ در سال 1989 گفته بود که هدف اصلی او در زندگی، رسیدن به درکی کامل از ماهیت جهان، دلیل شکل‌گیری و علت رسیدن دنیا به وضعیت کنونی است و می‌توان گفته که کارهای علمی این دانشمند بزرگ تا به امروز باعث شده تا به جامع‌ترین توضیح موجود برای رفتار کلی کیهان برسیم.

در ادامه قصد داریم تا مهم‌ترین دستاوردهای استیون هاوکینگ و نظریه‌های این دانشمند نابغه در مورد زندگی، جهان اطراف و تمام چیزهایی که می‌بینیم را مرور کنیم؛ با ما همراه باشید.

رویداد بیگ بنگ

ایده‌های هاوکینگ در مورد دنیا، در سال 1966، زمانی که او در دانشگاه کمبریج تحصیل می‌کرد و تز دکترایی در مورد آغاز جهان هستی ارائه داده بود،‌ شکل گرفت.

در آن زمان جامعه علمی می‌دانست که کیهان در حال انبساط است، اما دلیل این پدیده همچنان مبهم بود؛‌ هاوکینگ اولین توصیف موجود از رویداد بیگ بنگ، مهبانگ یا همان انفجار بزرگ را ارائه کرد و در فرضیه شگفت‌انگیز خود گفت که در ابتدایی‌ترین نقطه موجود از زمان، هر آنچه که به نام دنیا می‌شناسیم در نقطه‌ای به شدت کوچک و بی‌نهایت چگال فشرده شده بود و با انفجار این نقطه که از آن با نام تکینگی هم یاد می‌شود، جهان هستی آغاز شد.

این حادثه که به بیش از 13 میلیارد سال پیش برمی‌گردد، شروع‌کننده دنیای در حال انبساط ما بود و هاوکینگ از زمان ارائه نظریه خود به بعد، ایده بیگ بنگ را گسترده‌تر کرد.

استیون هاوکینگ و راجر پنروز

در طول سال‌های پس از فارغ‌التحصیلی از کمبریج استیون هاوکینگ تلاش کرد تا آغاز دنیا را از دیدی ریاضی توصیف کند و با استفاده از مدلی فوق‌العاده پیچیده بر مبنای نسبت عام انیشتین، هاوکینگ به همراه فیزیکدان برجسته دیگری به نام راجر پنروز اولین مورد از تعداد قابل‌توجهی قضیه‌های تکینگی را توسعه داد؛ در این پژوهش اولیه، هر دو دانشمند تلاش کردند تا شرایط لازم برای وجود یک تکینگی در تار و پود فضا‌ زمان را توصیف کنند.

فرار از سیاه چاله

از آنجایی که این فیزیکدان بزرگ علاقه عجیبی به مسائلی داشت که قوانین فیزیک را به چالش می‌کشند، بخش مهمی از دستاوردهای استیون هاوکینگ به بحث سیاه چاله‌ها مربوط می‌شود؛ سیاه چاله آخرین مرحله از عمر یک ستاره است که به صورت گردابی عظیم با نیروی گرانشی فوق‌العاده قوی توصیف شده است. این نیروی جاذبه به حدی قدرتمند بوده که حتی اجازه فرار ذرات نور از میدان سیاه‌ چاله را نمی‌دهد و به همین دلیل، خود سیاه چاله تاکنون به هیچ وجه مستقیما رویت نشده است.

هاوکینگ که همکاری طولانی‌مدتی با دانشگاه کمبریج داشت، در موسسه ستاره شناسی این دانشگاه کار بر روی بررسی سیاه چاله‌ها از دید علم ترمودینامیک را آغاز کرد و در سال 1973 مقاله‌ای معروف را در مورد چهار قانون حاکم بر ساز و کار مکانیکی این اجرام آسمانی شگفت انگیز، به چاپ رساند.

تصوری از یک سیاه چاله

این فعالیت‌های ارزشمند تا رسیدن به مهم‌ترین مورد از دستاوردهای استیون هاوکینگ که عملا معروف‌ترین کشف او هم به حساب می‌آید، ادامه داشت؛ در گذشته تصور می‌شد که هیچ چیزی توانایی غلبه بر میدان گرانشی سیاه چاله را ندارد، اما در سال 1974 هاوکینگ اثبات کرد که تحت شرایط خاص ذرات زیراتمی امکان این را دارند تا از جاذبه این اجرام اسمانی مرموز فرار کنند و دست آخر باعث شوند که سیاه چاله در فضا حل شود و به شکل انفجاری بزرگ از انرژی، از بین برود.

این پدیده شگفت‌انگیز در مورد ساطع شدن جریانی از انرژی از سیاه چاله‌ها، بعدها به نام تابش هاوکینگ (Hawking radiation) معروف شد و مانند موضوعاتی چون قوانین نیوتن یا نظریه‌های انیشتین، نام هاوکینگ را بیش از پیش بر سر زبان‌ها انداخت.

نظریه همه‌چیز

کشف تابش هاوکینگ تصور محققان در مورد جهان اطراف را دگرگون کرد و این دانشمند برجسته با تلاش خود برای ترکیب قوانین پیچیده ترمودینامیک،‌ گرانش،‌ مکانیک کوانتوم و نسبیت، نشان داد که نظریه‌ای جامع در مورد رفتار کل جهان، از کوچک‌ترین ذرات گرفته تا عظیم‌ترین اجرام وجود دارد.

همانطور که شان کارول (Sean Carroll) از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا می‌گوید،‌ تلفیق فیزیک کوانتوم (دانش مطالعه رفتار ذرات فوق‌العاده کوچک) با قوانین نسبیت و قواعد رفتاری اجرام آسمانی بزرگ و به صورت کلی، جاذبه،‌ بزرگ‌ترین چالش پیش روی فیزیک تئوری است؛ در همین رابـ*ـطه می‌توان گفت که پدیده تابش هاوکینگ تنها سرنخ مهم و معتبر موجود برای برطرف کردن این چالش به شمار می‌رود.

هاوکینگ که در طول 4.5 دهه پس از این اکتشافات همچنان به چاپ مقالات مهم و ارزشمند ادامه داد،‌ در این مدت بیشتر به عنوان یک سفیر علمی جهانی و نوعی رابط بین دنیای حقایق پیچیده علوم مختلف و ما مخاطبان عادی،‌ شناخته می‌شد.

در سال‌های آخر زندگی، تقریبا تمامی هشدارهای هاوکینگ در مورد آینده بشریت، پیشرفت‌های تکنولوژی و به خصوص هوش مصنوعی (AI) توجه زیادی را به خود جلب می‌کردند و این محقق بزرگ همیشه سعی می‌کرد تا از شهرت و محبوبیت به‌حق خود در راستای آگاه کردن نسل بشر از خطرات پیش رو استفاده کند.

او در زمان خروج آمریکا از توافقنامه اقلیمی پاریس نظرش را در مورد تصمیم دونالد ترامپ به وضوح ابراز کرد و گفت که با این رویه موجود تا سال 2600 زمین به‌ کره‌ای از آتش و مکانی غیرقابل‌سکونت تبدیل می‌شود. در مورد ارتباط با موجودات فضایی و یا مخالفت با جنگ هم صحبت‌های این فیزیکدان برجسته دید بسیاری از اعضای جوامع را نسبت به مشکلات احتمالی تهدیدکننده نسل بشر بازتر کردند.

با این وجود، هاوکینگ در مهم‌ترین نقل ‌قول‌های خود بر روی موضوع ارتباط داشتن انسان‌ها با یکدیگر و اهمیت برقراری تعامل و رابـ*ـطه درست و سازنده با همنوعان تاکید می‌کرد؛ او زمانی گفت که بزرگ‌ترین دستاوردهای بشر به واسطه صحبت کردن ممکن شده‌اند و عمده مشکلات و فجایع رخ‌داده حاصل صحبت نکردند ما با یکدیگر بوده‌اند.

هاوکینگ معتقد بود که با وجود پیشرفت‌های چشم‌گیر تکنولوژی و در دسترس بودن شگفت‌انگیزترین ابزارها برای دستیابی به رویاهای بشر، نباید رویه صحبت کردن و تعامل داشتن متوقف شود و ما باید با استفاده از درک و فهم خود مشکلات را از روش‌های مناسب و با برقراری روابط سالم حل کنیم.

همانطور که اشاره شد و به نقل از بیانیه فرزندان استیون هاوکینگ پس از مرگ پدرشان، میراث به جا مانده از این دانشمند نابغه که حاصل یک عمر تلاش بی‌وقفه او بودند، تا سال‌ها مورداستفاده بشر قرار می‌گیرند و همانند خدمات بزرگانی چون آلبرت انیشتین،‌ باعث پیشرفت بشریت در مسیر تکامل خود خواهند شد.