Pod wieloma względami nieżyjący astrofizyk Stephen Hawking przypominał te zjawiska, które poświęcił tak wiele swojego życia na konceptualizację: czarne dziury. Jak czarna dziura, Hawking był ogromną postacią, która przyciągnęła go wokół swojej osobistej orbity. Tam, gdzie czarne dziury zbierają światło, Hawking zbierał oprawy - jego krąg intelektualnych przyjaciół i znajomych był tak energiczny i jasny, jak przybyli, w tym urodzony w Illinois fizyk i scenarzysta Leonard Młodinow, Caltech Nobelist Kip Thorne i brytyjski astronom Royal Martin Reese.
Mimo że czarne dziury są znane z niszczenia i ściskania wszystkiego, co ma nieszczęście znaleźć się w ich zasięgu, Hawking zawsze był zadziwiająco kreatywny. Rozwinął zbiorową wyobraźnię ludzkości w sposób, w jaki niewielu się udało, pomagając zarówno naukowcom, jak i nienaukowcom lepiej zrozumieć funkcjonowanie wszechświata. Po jego śmierci dziesiątki długoletnich współpracowników Hawkinga wycofały się z codziennego szumu badań, aby zastanowić się nad wpływem, jaki wywarł na ich życie.
Wśród wielu jego współpracy Hawking miał ogromny wpływ na bezprecedensowy globalny projekt astronomiczny o nazwie Event Horizon Telescope (EHT), którego rozwój był częściowo prowadzony przez Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Misja EHT jest zwodniczo prosta: stworzyć pierwszy w historii obraz prawdziwej czarnej dziury. Jego cel, około cztery miliony mas Słońca, znajduje się w samym sercu naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Trwająca misja, obejmująca dużą sieć teleskopów, których obserwacje zostaną zebrane, obejmuje dziesiątki instytucji akademickich na całym świecie.
W odległości 26 lat świetlnych może wydawać się dziwne, że w ogóle możemy wykryć taki obiekt. Ale czarne dziury są o wiele mniej ciemne i pozbawione życia, niż większość ludzi by się spodziewała. „Można by pomyśleć, że czarna dziura, która połyka światło, nie byłaby widoczna”, mówi dyrektor EHT Sheperd Doeleman. „Ale tak naprawdę próbuje się do niego dostać tyle gazu i pyłu, że poprzez tarcie i ogrzewanie gaz wokół czarnej dziury lśni temperaturą setek miliardów stopni. Są jednymi z najjaśniejszych rzeczy na niebie. ”
Dyrektor EHT Sheperd Doeleman mówi, że Stephen Hawking odegrał podwójną rolę w kształtowaniu projektu. Z jednej strony odkrycia techniczne Hawkinga przypominają naukowcom z EHT, że bez względu na ich uprzedzenia, jak będzie wyglądać ta czarna dziura, muszą być gotowi na wszystko. „Naprawdę pokazał niektóre z przełomowych wyników, które doprowadziły nas do zrozumienia, że czarne dziury mogą emitować promieniowanie” - mówi Doeleman. „Do tego czasu były to dreny wszechświata, które były jednokierunkowymi drzwiami. Utrwalił matematykę i sposób myślenia za tym, że wydają się być w stanie odparować i wypromieniować całą energię, którą połknęli. W tym sensie stają się zupełnie innymi obiektami. ”
Jednocześnie makroskopowy przykład Hawkinga, mężczyzny, któremu udało się zebrać przełomowe teorie dotyczące dynamiki czarnej dziury z ograniczeniami jego elektrycznego wózka inwalidzkiego, jest źródłem głębokiej inspiracji dla zespołu EHT. „Gdy sprawy stają się trudne” - mówi Doeleman - „myślę o kimś takim jak Stephen Hawking i myślę, że nie przestawaj”. W 2016 r. Hawkings wygłosił inauguracyjny wykład dla inicjatywy Black Hole w Harvard.
Jak zauważa Doeleman, Hawking jest prawdopodobnie najbardziej znany z matematycznego stwierdzenia wycieku promieniowania w czarnych dziurach - obecnie na jego cześć nazywany jest „promieniowaniem Hawkinga”. Pierwotnie zasugerowany przez Jacoba Bekensteina, ale rozwinięty i skonkretyzowany przez Hawkinga w dokumencie z 1975 r., Przekonanie, że efekty kwantowe wywołane ogromną grawitacją czarnych dziur mogłyby faktycznie pozwolić na ucieczkę ciepła, zmieniło grę w terenie.
Czarne dziury od dawna miały być idealnymi konsumentami: zgodnie panował pogląd, że to, co dzieje się w czarnej dziurze, pozostaje w czarnej dziurze. Odkrycie Hawkinga, że czarne dziury mogą mieć temperaturę i pozwolić na ucieczkę ciepła, sugeruje, że nie były tak odcięte od wszechświata, jak myśleliśmy. Wiemy teraz, że czarne dziury, jak lubią mawiać astronomowie, to „niechlujni zjadacze”, którzy zasysają gaz, a następnie wypalają promieniowanie.
„Ta idea promieniujących czarnych dziur jest szczeliną w zbroi” - mówi Doeleman. „Mówi, że w czarnej dziurze jest coś, co można zamanifestować poza czarną dziurą.”
Renderowany przez NASA artysta zranionej gwiazdy wciągniętej do czarnej dziury. Gorąca, świetlista aureola gruzu bardzo podobna do tej będzie celem obserwacji zespołu Event Horizon Telescope. (Goddard Spaceflight Center, NASA) Aby upewnić się, że teleskop dokładnie uchwyci to, co widzi, bez względu na to, jak dziwne lub nietypowe są dane, naukowiec EHT, Katie Bouman, prowadzi intensywne testy sieci i powiązanego z nią oprogramowania. W tym momencie EHT dowiódł swojej niezawodności w generowaniu wiernych obrazów kompozytowych (nawet w scenariuszu symulacji, w którym obiekt w centrum Drogi Mlecznej wygląda dokładnie jak Frosty the Snowman). Podsumowując, zespół czuje się dość pewnie w zakresie zdolności adaptacyjnych.
Inny współpracownik EHT, fizyk teoretyczny z Harvardu Andrew Strominger, ma bardziej osobisty związek Hawkinga. Strominger, gdy był studentem MIT, był jednym z pierwszych wśród swoich rówieśników, którzy docenili błyskotliwość pracy doktorskiej Cambridge z Hawking. Śledząc prace Hawkinga w kolejnych latach, Strominger zafascynował się wysiłkami brytyjskiego fizyka, aby połączyć wielkie efekty grawitacyjnego zniekształcenia czasoprzestrzeni z drobną maszynerią mechaniki kwantowej - pracą, która pięknie współgrała z jego własnymi obszarami zainteresowań.
Wkrótce on i Hawking współpracowali nad teoriami tuneli czasoprzestrzennych. Obaj spotykali się twarzą w twarz prawie co roku w ciągu ostatnich trzech dekad, wykopując pomysły i współpracując przy oryginalnych badaniach. Ostatnio wybierali tak zwane „twierdzenie o braku włosów”, powszechnie akceptowanym sformułowaniu matematycznym, które wydaje się sugerować, że tylko kilka podstawowych typów czarnych dziur może istnieć w prawdziwym wszechświecie, dla serii przełomowych dokumentów.
Hawking i Strominger odkryli i z zapałem pracowali nad sformalizowaniem aż do momentu odejścia Hawkinga, że twierdzenie Stromingera było „precyzyjną matematyczną odpowiedzią na niewłaściwe pytanie fizyczne. A jeśli dokładnie zadasz pytanie w odpowiedni sposób, w rzeczywistości istnieje nieskończona różnorodność czarnych dziur. ”Co więcej, twierdzi, że można uniknąć niesławnego„ paradoksu informacyjnego ”informacji, który na zawsze zaginie w czarnej dziurze jeśli kształt czarnej dziury zostanie uznany za unikalne odzwierciedlenie informacji, którą zużył.
Strominger wspomina z miłością ostatnie rekolekcje akademickie, podczas których on i Hawking „przeprowadzili bardzo ekscytujące dyskusje, które trwały do późnych godzin nocnych i trwały przez resztę warsztatów. Kontynuowaliśmy, dopóki nie zmarł. ”Z okazji śmierci Hawkinga Strominger opublikował żywe wspomnienie o sercu 76-latka, humorze i pokorze w Scientific American, pisząc:„ Będę tęsknił za zabawą prawie tak samo jak fizyka. Ale trudno powiedzieć, gdzie jedno się zaczęło, a drugie skończyło. ”
Doeleman, który zawsze myślał o sobie i innych w zespole EHT jako naśladowcach podążających śladami intelektualnymi Stephena Hawkinga, mówi, że żałuje tylko, że Hawking nie dożył, aby EHT dokonał przełomowych obserwacji. „Lubię myśleć, że czekał na niektóre wyniki EHT” - mówi Doeleman. „Byłoby wielką radością podzielić się nimi z nim i wszyscy jesteśmy smutni, że nie dostaniemy tej szansy. Ale my jesteśmy żołnierzami, mając na uwadze jego pamięć. ”
Strominger również mówi, że jest rozczarowany, że Hawking nie będzie w pobliżu, by zobaczyć Event Horizon Telescope i innych współczesnych potomków jego pomysłów. Ale bierze mu do serca fakt, że Hawking będzie inspirował przyszłych naukowców - tak jak zainspirował go Hawking - dla przyszłych pokoleń.
„Pasje Stephena dla życia i nauki były nierozłączne” - mówi Strominger. „Były tak naprawdę dwiema stronami tej samej monety. Przypomniał wielu, że w rzeczywistości jest coś więcej niż tylko ja. To, na czym się skupił, to odkrycie prawdy naukowej, która jest nieopisaną, radosną podróżą, aby spróbować zrozumieć rzeczywistość wszechświata, w którym żyjemy. ”
