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Was war die Geschichte von Stephen Hawking?
Stephen Hawking ist ein weltbekannter britischer theoretischer Physiker, der für seine Beiträge in den Bereichen Kosmologie, Allgemeine Relativitätstheorie und Quantengravitation, insbesondere im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern, bekannt ist. In den 1960er und 1970er Jahren arbeitete er an bahnbrechenden Theoremen zu Singularitäten im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie und machte die theoretische Vorhersage, dass schwarze Löcher eine Strahlung aussenden sollten (heute als Hawking-Strahlung bekannt). Er hat außerdem mehrere populärwissenschaftliche Bücher veröffentlicht, in denen er seine eigenen Theorien und die Kosmologie im Allgemeinen diskutiert, darunter den Bestseller „Eine kurze Geschichte der Zeit“, und gilt als einer der klügsten Köpfe der Physik seit Albert Einstein. In seinen eigenen Worten: „Mein Ziel ist einfach. Es geht darum, das Universum vollständig zu verstehen, warum es so ist, wie es ist, und warum es überhaupt existiert.“
Stephen William Hawking wurde am 8. Januar 1942 in Oxford, England, inmitten des Zweiten Weltkriegs geboren. Nach seiner Geburt in der relativen Sicherheit Oxfords kehrte die Familie nach London zurück, wo sein Vater trotz der ständigen Gefahr einer Bombardierung durch die deutsche Luftwaffe die Parasitologieabteilung des National Institute of Medical Research leitete. 1950 zog Hawking mit seiner Familie nach St. Albans, wo er von 1950 bis 1953 die St. Albans High School for Girls besuchte (Jungen konnten die Schule bis zum Alter von 10 Jahren besuchen), und ab dem Alter von 11 Jahren besuchte er die St. Albans School, wo er ein guter, aber kein herausragender Schüler war.
1959 erhielt er ein Stipendium für das University College in Oxford, das ehemalige College seines Vaters, wo er unter der Leitung von Robert Berman Physik studierte (hauptsächlich, weil seine Vorliebe, die Mathematik, dort nicht angeboten wurde) und sich besonders für Thermodynamik, Relativitätstheorie und Quantenmechanik interessierte. Trotz seiner manchmal laxen Lerngewohnheiten und seiner Langeweile am Universitätsleben schloss er 1962 mit einem erstklassigen Bachelor ab.
Nach seinem Abschluss verbrachte er eine kurze Zeit damit, am Observatorium der Universität Oxford Sonnenflecken zu studieren. Er merkte jedoch bald, dass er sich mehr für die Theorie als für die Beobachtung interessierte, und zog von Oxford nach Trinity Hall in Cambridge, wo er eine Zeit lang unter Fred Hoyle, dem vornehmsten englischen Astronomen seiner Zeit, studierte.
Kurz nach seiner Ankunft in Cambridge, im Alter von 21 Jahren, begann Hawking die ersten Symptome der amyotrophen Lateralsklerose (ALS oder „Lou-Gehrig-Krankheit“) zu entwickeln, einer Art Motoneuronerkrankung, die schließlich dazu führte, dass er fast die gesamte neuromuskuläre Kontrolle verlor. Obwohl die Ärzte (fälschlicherweise) vorhergesagt hatten, dass Hawking nicht länger als zwei oder drei Jahre überleben würde, verlor er nach und nach den Gebrauch seiner Arme, Beine und seiner Stimme, bis er schließlich fast vollständig gelähmt und vierfach gelähmt war.
1965 besuchte er einen Vortrag des englischen Mathematikers Roger Penrose, der gerade einen bahnbrechenden Artikel über raumzeitliche Singularitäten (Ereignisse, bei denen die Gesetze der Physik zu kollabieren scheinen) veröffentlicht hatte. Hawking fand seine Energie wieder und engagierte sich mit neuem Elan für das Studium der theoretischen Astronomie und Kosmologie, insbesondere im Bereich der Schwarzen Löcher und Singularitäten. Später arbeitete er gemeinsam mit Penrose an mehreren wichtigen Artikeln zu diesen Themen.
Ein weiterer Wendepunkt in seinem Leben trat ebenfalls 1965 ein, als er die Sprachstudentin Jane Wilde heiratete. Mit ihrer Hilfe und der seines Doktorandenbetreuers Dennis Sciama schloss Hawking seine Doktorarbeit ab und wurde Forscher und später Professor am Gonville and Caius College in Cambridge.
1968 trat er den Mitarbeitern des Astronomischen Instituts in Cambridge bei, wo er bis 1973 blieb, und begann, die Gesetze der Thermodynamik mithilfe hochkomplexer Mathematik auf Schwarze Löcher anzuwenden. Ende der 1960er Jahre wandten er und sein Freund und Cambridge-Kollege Roger Penrose ein neues komplexes mathematisches Modell an, das sie aus Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie entwickelt hatten, was 1970 dazu führte, dass Hawking das erste von mehreren Singularitätstheoremen beweisen konnte. Dieses Theorem lieferte eine Reihe von hinreichenden Bedingungen für die Existenz einer Singularität in der Raumzeit und implizierte außerdem, dass Raum und Zeit tatsächlich einen Anfang in einem Urknall-ähnlichen Ereignis gehabt hätten und in Schwarzen Löchern enden würden. Tatsächlich kehrte er Penroses Idee, dass die Entstehung eines Schwarzen Lochs notwendigerweise zu einer Singularität führen würde, um, indem er bewies, dass es eine Singularität war, die zur Entstehung des Universums selbst geführt hat.
In Zusammenarbeit mit Brandon Carter, Werner Israel und David Robinson lieferte er einen mathematischen Beweis für John Wheelers „haarloses Theorem“, wonach jedes Schwarze Loch vollständig durch die drei Eigenschaften Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung beschrieben wird, und schlug die vier Gesetze der Mechanik Schwarzer Löcher vor, die den vier klassischen Gesetzen der Thermodynamik ähnlich sind. Anhand der Analyse von Gammastrahlenemissionen schlug er außerdem vor, dass sich nach dem Urknall primordiale oder „Mini-Schwarze-Löcher“ gebildet hätten.
1974 zeigten Hawking und Jacob Bekenstein, dass Schwarze Löcher in Wirklichkeit nicht völlig schwarz sind, sondern thermisch subatomare Teilchen erzeugen und emittieren müssen, die heute als Hawking-Strahlung bekannt sind, bis sie schließlich ihre Energie verbrauchen und verdampfen. Dies führte auch zum sogenannten „Informationsparadoxon“ oder „Hawking-Paradoxon“, wonach die physikalische Information (womit im Wesentlichen die Identität und die unterscheidbaren Eigenschaften der Teilchen gemeint sind) im Universum völlig verloren zu sein scheint, was im Widerspruch zu den akzeptierten Gesetzen der Physik steht. Hawking verteidigte dieses Paradoxon gegen die Argumente von Leonard Susskind und anderen dreißig Jahre lang, bis er 2004 seinen berühmten Widerruf einreichte.
Diese bahnbrechenden Leistungen wurden trotz Hawkings zunehmender Lähmung durch ALS erbracht. 1974 war er nicht mehr in der Lage, Nahrung zu sich zu nehmen oder das Bett zu verlassen, und seine Sprache war so schwach, dass er nur von Menschen verstanden werden konnte, die ihn gut kannten. 1985 bekam er eine Lungenentzündung und musste sich einem Luftröhrenschnitt unterziehen, wodurch er völlig unfähig wurde zu sprechen, obwohl verschiedene Freunde und Gönner an der Herstellung eines Geräts mitarbeiteten, mit dem er durch kleine Körperbewegungen auf einem Computer schreiben und das Geschriebene dann mithilfe eines Sprachsynthesizers aussprechen konnte.
1973 wechselte er vom Astronomischen Institut in die Abteilung für angewandte Mathematik und theoretische Physik und wurde 1979 zum Professor für Lucasianische Mathematik an der Universität Cambridge ernannt, eine Position, die er 30 Jahre lang bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2009 innehatte. Mit Jane Wilde hatte er drei Kinder: Robert (1967), Lucy (1969) und Timothy (1979), doch das Paar trennte sich schließlich 1991, offenbar aufgrund des Drucks, den Hawkings Berühmtheit und seine zunehmende Behinderung auf ihn ausübten.
Hawkings bahnbrechende Forschungen verschafften ihm einen beachtlichen Bekanntheitsgrad und Ruhm. Im Jahr 1974 wurde er im Alter von 32 Jahren zu einem der jüngsten Mitglieder der Royal Society gewählt. Im Jahr 1982 wurde er zum Commander of the Order of the British Empire (CBE) ernannt und 1989 zum Companion of Honor. Er hat zwölf Ehrendiplome sowie zahlreiche andere Auszeichnungen, Medaillen und Preise angesammelt, darunter den Albert-Einstein-Preis, den renommiertesten Preis für theoretische Physik. Er wurde auch einem breiteren Publikum bekannt, insbesondere nach seinem international erfolgreichen Buch „Eine kurze Geschichte der Zeit“ von 1988 und dessen Fortsetzungen „Das Universum in Kürze“ (2001) und „Eine kürzere Geschichte der Zeit“ (2005).
Er setzte seine Forschungen über die Explosion von Schwarzen Löchern, die Stringtheorie und die Entstehung von Schwarzen Löchern in unserer eigenen Galaxie fort. Seine Arbeiten verdeutlichten auch die Notwendigkeit, die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantentheorie in einer umfassenden Theorie der Quantengravitation, der sogenannten „Theorie des Ganzen“, zu vereinen, insbesondere wenn wir erklären wollen, was zum Zeitpunkt des Urknalls wirklich geschah. Bereits 1974 war seine Theorie der Hawking-Strahlung von Schwarzen Löchern vielleicht eines der allerersten Beispiele für eine Theorie, die zumindest bis zu einem gewissen Grad die Quantenmechanik und die allgemeine Relativitätstheorie synthetisierte.
.Zu den unzähligen anderen wissenschaftlichen Forschungen, die Hawking im Laufe der Jahre durchgeführt hat, gehören das Studium der Quantenkosmologie, die kosmische Inflation, die Heliumproduktion in anisotropen Urknalluniversen, die Kosmologie des „großen N“, die Dichtematrix des Universums, die Topologie und Struktur des Universums, die Babyuniversen, die Yang-Mills-Instantonen und die S-Matrix, der Anti-de-Sitter-Raum, die Quantenverschränkung und -entropie, die Natur von Raum und Zeit und der Zeitpfeil, der Raum-Zeit-Schaum, die Stringtheorie, die Supergravitation, die euklidische Quantengravitation, der Gravitationshamiltonian, die Gravitationstheorien von Brans-Dicke und Hoyle-Narlikar, die Gravitationsstrahlung, die Holographie, die Zeitsymmetrie und die Wurmlöcher.
Da er nie davor zurückschreckte, Kontroversen auszulösen, begann er in den 1980er Jahren sogar, die Urknalltheorie selbst in Frage zu stellen, indem er vorschlug, dass es vielleicht nie einen Anfang gegeben habe und dass es kein Ende geben werde, sondern nur Veränderungen, einen ständigen Übergang von einem „Universum“ zu einem anderen durch Einschnitte in der Raumzeit. Seinen „grenzenlosen Vorschlag“ entwickelte er in Zusammenarbeit mit dem amerikanischen Physiker Jim Hartle. Im Rahmen der klassischen allgemeinen Relativitätstheorie muss das Universum entweder unendlich alt sein oder mit einer Singularität begonnen haben. Hawkings und Hartles Vorschlag wirft jedoch eine dritte Möglichkeit auf: Das Universum ist endlich, hatte aber keine Anfangssingularität, die eine Grenze erzeugt hätte. Die Geschichte dieses grenzenlosen Universums in der „imaginären Zeit“ lässt sich vielleicht besser durch die Analogie der Erdoberfläche betrachten, wobei der Urknall dem Nordpol der Erde entspricht und die Größe des Universums mit der imaginären Zeit zunimmt, je weiter man sich südlich des Äquators bewegt.
Im Jahr 1995 heiratete Hawking seine Krankenschwester Elaine Mason, obwohl sie sich 2006 aufgrund unbestätigter Gerüchte über körperliche Gewalt scheiden ließen und er sich seitdem mit seiner ersten Frau Jane versöhnt hat. 2003 erkrankte Hawking gefährlich an einer Lungenentzündung, bevor er seine Ärzte erneut überraschte, indem er sich erholte und sich zunehmend seiner Arbeit widmete.
2004 nahm er eine seiner umstrittenen Behauptungen über Schwarze Löcher radikal zurück (sie zerstören alles, was in sie hineinfällt, und aus einem Schwarzen Loch kann keine Information gewonnen werden) und behauptete, dass neue Entdeckungen helfen könnten, das „Informationsparadoxon der Schwarzen Löcher“ zu lösen. In seiner neuen Definition von Schwarzen Löchern ist der Ereignishorizont nicht so gut abgegrenzt und verdeckt möglicherweise nicht alles, was sich darin befindet, vollständig von außen, und er übernahm das Konzept des Multiversums, um bei der Erklärung der Informationserhaltung in Schwarzen Löchern zu helfen.
Hawkings Ansichten über die Existenz Gottes waren Gegenstand zahlreicher Debatten, insbesondere seit der Veröffentlichung von „Eine kurze Geschichte der Zeit“ im Jahr 1988, in der er der Ansicht war, dass die Entdeckung einer umfassenden Theorie von allem es uns ermöglichen würde, „den Geist Gottes zu erkennen“, was von einigen als wörtlich und von anderen als literarisch interpretiert wurde. In seinem Buch „The Grand Design“ aus dem Jahr 2010 stellt er jedoch unmissverständlich fest: „Spontane Schöpfung ist der Grund, warum es etwas gibt und nicht nichts, warum das Universum existiert und warum wir existieren. Es ist nicht nötig, Gott anzurufen … um das Universum in Gang zu setzen“.
Hawking gab 2009 seine Stelle als Professor für Lucasianische Mathematik in Cambridge gemäß der Ruhestandspolitik der Universität auf und nahm einen Distinguished Chair of Research am Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Kanada, an. Im selben Jahr erhielt er die Presidential Medal of Freedom, die höchste zivile Auszeichnung der USA.
Stephen Hawking starb im Alter von 76 Jahren am 13. März 2018.
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