Stīvens Viljams Hokings

Stīvens Viljams Hokings (Stephen William Hawking; dzimis 1942. gada 8. janvārī, miris 2018. gada 14. martā) bija angļu zinātnieks, darbojies teorētiskajā fizikā un matemātikā.

Viņš īpaši pievērsies laika un telpas īpašībām, kā arī laiktelpas neregularitātēm, ko dēvē par singularitātēm.

Dzīvesgājums

Hokings dzimis Oksfordā, Anglijā. Izglītību viņš ieguvis Sentalbanas skolā Hārtfordšīrā, Oksfordas Universitātes koledžā un Kembridžas Universitātē, kur viņš ieguva grādu kosmoloģijā. 1974. gadā viņš tika pasludināts par Karaliskās biedrības goda locekli, bet 1982. gadā kļuva par Britu impērijas ordeņa kavalieri. Trīsdesmit gadus (no 1979. gada līdz 2009. gada 1. oktobrim[1][2]) viņš bija Kembridžas Universitātes matemātikas goda profesors — šo posteni reiz ieņēma Īzaks Ņūtons.

Fizikā Stīvens Hokings pārsvarā nodarbojās ar teorētisko kosmoloģiju un kvantu gravitāciju. Būtiski ir viņa ieguldījumi melno caurumu izpētē un termodinamikā. Viņš secināja, ka melnie caurumi var kļūt mazāki ar procesa, ko dēvē par Hokinga radiāciju, palīdzību. 2004. gada jūlijā viņš tomēr atzina, ka apgalvojums, ka no melnā cauruma nevar izkļūt informācija, esot nepareizs. Tādējādi Hokings zaudēja derības, un viņam nācās šķirties no enciklopēdijas, kas simbolizē, ka informācija, kas iekļūst melnajā caurumā, tomēr nav neglābjami zudusi. Derības bija noslēdzis viņš un Kips Torns ar Džonu Preskilu. Enciklopēdija, kuru ieguva Džons Preskils, ir Total Baseball, The Ultimate Baseball Encyclopedia ("Viss par beisbolu, lielā beisbola enciklopēdija"). Kips Torns gan pasniegšanā nepiedalījās, jo joprojām neuzskata šo jautājumu par atrisinātu.

Hokings ļoti daudz pētījis singularitātes — laiktelpas vietas, kurās nedarbojas klasiskie fizikas likumi. Visplašāk pazīstamākais singularitātes veids ir melnie caurumi. Lielākā daļa no tā, kas zināms par laiktelpu, saistīta ar relativitātes teoriju, ko 20. gadsimta sākumā izvirzīja Alberts Einšteins. 20. gadsimta sešdesmito gadu beigās Hokings pierādīja, ka tad, ja relativitātes teorija ir patiesa, Lielā sprādziena brīdī visam būtu jāsākas ar singularitāti.

Septiņdesmitajos gados Hokings pievērsās melno caurumu īpašībām. Melnā cauruma robežu sauc par notikumu horizontu, un Hokings atklāja, ka notikumu horizonts var tikai kļūt lielāks vai saglabāties tāds pats, nekad ne samazināties. Tas, piemēram, nozīmēja, ka, savienojoties diviem melnajiem caurumiem, tikko radušamies melnajam caurumam būtu lielāks notikumu horizonts kā abiem iepriekšējiem kopā. Hokings ievēroja arī, ka pastāv būtiskas līdzības starp melno caurumu īpašībām un termodinamikas likumiem. Piemēram, tāpat kā notikumu horizonts, arī entropija (skat. 2. termodinamikas likumu) ar laiku vienmēr palielinās. Tādējādi notikumu horizonta virsma ir līdzīga termodinamiskas sistēmas entropijai.

No 1970. līdz 1974. gadam Hokings un viņa kolēģi matemātiski pamatoja amerikāņu fiziķa Džona Vīlera hipotēzi, kas pazīstama kā bezmatu teorēma. Šī teorēma apgalvo, ka vienīgās īpašības, ko matērijas daļiņas saglabā arī pēc iekļūšanas melnajā caurumā ir masa, spins un elektriskais lādiņš. Melnajā caurumā iekļuvusi matērija zaudē savu formu, ķīmisko sastāvu, tā beidz būt vai nu matērija vai antimatērija.

Kopš 1974. gada Hokings, balstoties uz kvantu mehāniku, pētīja matērijas uzvedību tiešā melnā cauruma tuvumā. Sev par lielu pārsteigumu viņš atklāja, ka melnie caurumi, no kuriem teorētiski nekas nevar izkļūt, izdala termālo radiāciju jeb siltumu. Šī fenomena izskaidrošanai tika piedāvāti vairāki risinājumi, no kuriem visplašāk pieņemtā bija teorija par virtuālajām daļiņām. Virtuāla daļiņa no reālas daļiņas atšķiras ar to, ka to nevar novērot ar daļiņu detektora palīdzību, bet gan tikai novērojot tās atstāto iespaidu uz matēriju. Tukša telpa ir pārpildīta ar virtuālajām daļiņām, kas uz brīdi "rodas no nekā". Reizē rodas daļiņas-antidaļiņas pāris, kas tūdaļ sevi iznīcina savienojoties. Hokings ierosināja, ka gadījumā, ja šāds virtuālo daļiņu pāris rastos melnā cauruma tuvumā, vienu no daļiņām (antidaļiņu) melnā cauruma gravitācija varētu ieraut melnajā caurumā. Tādā gadījumā šī daļiņa savienotos ar matēriju melnā cauruma iekšpusē un beigtu savu eksistenci, savukārt otra daļiņa turpinātu klīst Visumā. Neatkarīgam novērotājam no ārpuses šķistu, ka daļiņa izkļuvusi no melnā cauruma, lai arī patiesībā antidaļiņa tajā vienkārši būtu iekļuvusi, tieši par savu masu samazinot melnā cauruma izmērus.

Stīvens Hokings aktīvi piedalījās zinātniskajā un sabiedriskajā dzīvē, lai arī bija smagi slims — viņš sirga ar motoro neironu slimību amiotrofo laterālo sklerozi, ko viņam diagnosticēja 21 gada vecumā. Ārsti apgalvoja, ka viņš nenodzīvošot vairāk kā pāris gadu. Hokingam izdevās nodzīvot daudz ilgāk, lai arī, slimībai progresējot, viņš zaudēja spēju runāt (pēc traheotomijas) un gandrīz nespēja pakustēties. Viņš pārvietojās un "runāja" ar īpaša ar datoru aprīkota braucamkrēsla palīdzību.

Hokings bijis precējies divreiz (pirmo reizi īsi pirms savas diagnozes, otrreiz 1995. gadā), un viņam no pirmās laulības ir trīs bērni.

Plašākai publikai Hokings ir zināms kā populārzinātnisku grāmatu autors. No tam visslavenākā ir "Īsi par laika vēsturi", kas izdota arī latviski. Latviski 2003. gadā izdots arī viņa darbs "Visums rieksta čaumalā". 2002. gadā latviski izdota Kitijas Fērgusones grāmata par Hokinga dzīvi — "Stīvens Hokings: mērķis — teorija par visu".

Hokings popkultūrā pazīstams kā ģēnijs, kurš daudz sasniedzis par spīti fiziskām problēmām. Viņš parādījies tādos seriālos kā "Zvaigžņu ceļš", "Simpsoni", kā arī piedalījies Pink Floyd dziesmas Keep Talking ierakstā.

2014. gadā iznākusi filma "Teorija par visu", kurā atveidotas Stīvena V. Hokingsa dzīves ainas.

Pazīstamākās grāmatas

• "Īsi par laika vēsturi" (1988., latviski — 1997.)
• "Visums rieksta čaumalā" (2001., latviski — 2003.)
• "Diženais plāns" (kopā ar Leonardu Mlodinovu; 2010., latviski — 2013.)
• "Īsi par manu vēsturi" (2013., latviski — 2014.)