Myöhäinen astrofysiikka Stephen Hawking muistutti monin tavoin niitä ilmiöitä, jotka hän vietti niin suuren osan elämästään käsitteellistämällä: mustia reikiä. Kuten musta aukko, Hawking oli massiivinen läsnäolo, joka veti hänen ympärillään henkilökohtaiseen kiertoradalleen. Missä mustat reiät keräävät valoa, Hawking keräsi valaisimia - hänen älyllisten ystäviensä ja tuttaviensa ympyrä oli yhtä energinen ja kirkas kuin he tulevat, mukaan lukien Illinoisissa syntynyt fyysikko ja käsikirjoittaja Leonard Mlodinow, Caltech Nobelist Kip Thorne ja brittiläinen tähtitieteilijä Royal Martin Reese.
Vaikka mustien reikien tiedetään tuhoavan ja puristavan kaiken, mikä onnettomuuden kuuluu niiden toiminta-alueelle, Hawking oli aina hämmästyttävän luova. Hän laajensi ihmiskunnan kollektiivista mielikuvitusta tavalla, jolla muutamat muut ovat onnistuneet, auttaen tutkijoita ja ei-tutkijoita ymmärtämään paremmin maailmankaikkeuden toimintaa. Hänen kuolemansa jälkeen joukko Hawkingin pitkäaikaisia yhteistyökumppaneita astui takaisin päivittäisestä tutkimuksen uutisesta pohtiakseen hänen vaikutuksiaan heidän elämäänsä.
Monien yhteistyöhönsä joukossa Hawkingilla oli ylisuuri vaikutus ennennäkemättömään globaaliin tähtitiedeprojektiin, nimeltään Event Horizon Telescope (EHT), jonka kehitystä johti osittain Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskus. EHT: n tehtävä on petollisesti yksinkertainen: luo ensimmäisen kuvan todellisesta mustasta aukosta. Sen tavoite, noin neljä miljoonaa kertaa aurinkoomme massa, istuu galaksissamme, Linnunradan ytimessä. Käynnissä oleva operaatio, johon kuuluu suuri kaukoputkien verkko, jonka havainnot yhdistetään, kattaa kymmeniä akateemisia instituutioita ympäri maailmaa.
26 valovuoden etäisyydellä voi tuntua ihme, että voimme havaita tällaisen esineen ollenkaan. Mutta mustat aukot ovat paljon vähemmän tummia ja elottomia kuin useimmat ihmiset voisivat odottaa. "Luulet, että musta reikä, joka nielaisee valon, ei olisi näkyvissä", sanoo EHT: n johtaja Sheperd Doeleman. ”Mutta itse asiassa siihen on yritetty päästä niin paljon kaasua ja pölyä, että kitkan ja kuumennuksen kautta mustan reiän ympärillä oleva kaasu paistaa lämpötilan ollessa satoja miljardeja asteita. He päätyvät olemaan eräitä taivaan kirkkaimpia asioita. ”
EHT: n johtajan Sheperd Doelemanin mukaan Stephen Hawkingilla oli kaksoisrooli projektin suunnittelussa. Yhtäältä, Hawkingin tekniset havainnot muistuttavat EHT: n tutkijoita siitä, että heidän riippumattomuutensa siitä, miltä tämä musta aukko näyttää, heidän on oltava valmiita mihin tahansa. "Hän todella osoitti joitain perustuloksia, jotka johtivat ymmärtämään, että mustat aukot voivat säteillä säteilyä", Doeleman sanoo. ”Siihen asti he olivat olleet nämä maailmankaikkeuden viemärit, jotka olivat yksisuuntainen ovi. Ja hän lujitti matematiikan ja ajattelun sen tosiasian takana, että ne näyttävät pystyvän haihtumaan ja säteilemään kaiken nielemänsä energian. Joten siinä mielessä niistä tulee aivan erilaisia kohteita. "
Samaan aikaan makroskooppinen esimerkki Hawkingista, mies, joka onnistui koottamaan mustan aukon dynamiikkaa koskevia teorioita sähköisen pyörätuolinsa rajoista, on EHT-ryhmän syvän inspiraation lähde. "Kun asiat vaikeutuvat", Doeleman sanoo, "ajattelen jotakuta Stephen Hawkingin kaltaista ja ajattelen jatkavan." Vuonna 2016 Hawkings piti aloitusluennon Black Hole Initiative -aloitteelle Harvardissa.
Kuten Doeleman huomauttaa, Hawking tunnetaan ehkä parhaiten siitä, että se on matemaattisesti todennut mustien reikien säteilyvuotojen olemassaolon - jota nimitetään nyt hänen kunniakseen ”Hawkingin säteilyksi”. Alun perin Jacob Bekensteinin ehdottama, mutta Hawking tarkensi ja konkretisoi sen vuonna 1975 laaditussa lehdessä, ajatus, että mustien reikien valtavan painovoiman aiheuttamat kvanttiefektit voisivat tosiasiassa antaa lämmölle mahdollisuuden paeta, oli pelinvaihdin kentällä.
Mustajen reikien oli jo kauan pitänyt olla täydellisiä kuluttajia: yksimielisyys oli, että mustassa aukossa tapahtuu mustassa aukossa. Hawkingin havainto, että mustilla reikillä voi olla lämpötiloja ja antaa lämmön liukua pois, tarkoitti, että ne eivät olleet niin katkaistuja maailmankaikkeudesta kuin luulimme. Tiedämme nyt, että mustat aukot, jotka tähtitieteilijät haluavat sanoa, ovat ”sotkuisia syöjiä”, jotka imevät kaasua ja imevät sitten säteilyn pois.
"Tämä ajatus mustien reikien säteilemisestä on haarniska panssarissa", Doeleman sanoo. "Sanotaan, että mustan aukon sisällä on jotain, joka voidaan tehdä näkyväksi mustan aukon ulkopuolella."
NASA-taiteilijan tekemä kypsä tähti imeytyi mustaan reikään. Event Horizon Telescope -ryhmän havaintojen kohde on kuuma, valaiseva halo, joka on hyvin samanlainen kuin tämä. (Goddardin avaruuslentokeskus, NASA) EHT-kuvantamistieteilijä Katie Bouman johtaa teleskooppiin verkon ja siihen liittyvien ohjelmistojen intensiivisiä testejä kärjessä varmistaakseen, että kaukoputki kaappaa tarkasti sen, mitä se näkee riippumatta siitä, kuinka omituinen tai seinämättömästi tiedot ovat. Tässä vaiheessa EHT on todistanut luotettavuutensa tuotettaessa uskollisia yhdistelmäkuvia (jopa simulaatioskenaariossa, jossa Linnunradan keskustassa oleva kohde näyttää täsmälleen Frosty the Snowman). Joten kaiken kaikkiaan joukkue tuntuu melko varmalta mukautumisestaan.
Toisella EHT: n avustajalla, Harvardin teoreettisella fyysikolla Andrew Stromingerillä, on henkilökohtaisempi Hawking-yhteys. Strominger, oltuaan MIT-luokan opiskelija, oli ollut yksi ensimmäisistä ikäisensä joukossa tunnustamassa Hawkingin Cambridge-väitöskirjan kirkkauden. Seuraten Hawkingin työtä seuraavina vuosina, Strominger kiinnostui brittiläisen fyysikon pyrkimyksistä yhdistää painovoimaisen avaruusaikavääristyksen suuret vaikutukset kvantimekaniikan pienimuotoisiin koneisiin - työhön, joka sopeutui kauniisti hänen omiin kiinnostuksen kohteisiinsa.
Aikaisemmin hän ja Hawking olivat tekemisissä matoreikien teorioiden kanssa. He tapasivat kasvokkain lähes joka vuosi kolmen viimeisen vuosikymmenen aikana, potkiessaan ideoiden ympärille ja tekemällä yhteistyötä alkuperäisen tutkimuksen parissa. Viimeksi he olivat valinneet erikseen ns. "Ei hiuslauseen", laajalti hyväksytyn matemaattisen formulaation, joka näyttää tarkoittavan, että todellisessa universumissa voi esiintyä vain kourallinen mustien aukkojen tyyppejä, uraauurtavien kirjojen sarjaa varten.
Mitä Hawking ja Strominger löysivät ja pyrkivät innokkaasti virallistamaan asti Hawkingin ohimennen, oli, että lause oli Stromingerin sanoin ”tarkka matemaattinen vastaus väärään fyysiseen kysymykseen. Ja jos kysyt huolellisesti oikealla tavalla, mustia aukkoja on oikeastaan ääretön määrä. "Lisäksi hän sanoo, että voisi olla mahdollista välttää sen, että informaation pahamaineinen" tietoparadoksi "katoaa ikuisesti mustassa aukossa. jos mustan aukon muodon katsotaan olevan ainutlaatuinen heijastus kuluttamastaan tiedosta.
Strominger muistelee rakkaudella äskettäistä akateemista retriittiä, jossa hänellä ja Hawkingilla oli ”erittäin mielenkiintoisia keskusteluja, jotka jatkuivat myöhään iltaan ja jatkuivat muun työpajan läpi. Jatkoimme, kunnes hän kuoli. ”Hawkingin kuoleman yhteydessä Strominger julkaisi 76-vuotiaan sydämestä, huumorista ja nöyryydestä ylenmääräisen muistin Science Americanissa kirjoittaen:” Kaipaan hauskaa melkein yhtä paljon kuin fysiikka. Mutta on vaikea sanoa, mistä yksi alkoi ja toinen päättyi. ”
Doeleman, joka on aina ajatellut itseään ja muita EHT-ryhmän jäseniä Stephen Hawkingin älykkäiden jalanjälkeinä, sanoo olevansa pahoillaan siitä, että Hawking ei elänyt nähdäkseen EHT: n tekevän merkittäviä havaintojaan. "Haluan ajatella, että hän odotti joitain tuloksia EHT: ltä", Doeleman sanoo. ”Olisi ollut suuri ilo jakaa ne hänen kanssaan, ja olemme kaikki surullisia, ettemme saa sitä mahdollisuutta. Mutta sotilas jatkoimme hänen muistinsa kanssa hyvin lähellä. "
Myös Strominger sanoo olevansa pettynyt siihen, että Hawking ei ole paikalla nähdäkseen Event Horizon-teleskooppia ja hänen ideoidensa nykyaikaiset jälkeläiset kukoistavat hedelmällisiksi. Mutta hän ottaa sydämensä tosiasiassa, että Hawking inspiroi tulevia tutkijoita - kuten Hawking inspiroi häntä - tulevien sukupolvien ajan.
"Stephenin intohimot elämään ja tieteeseen olivat erottamattomia", Strominger sanoo. ”He olivat todella saman kolikon kaksi puolta. Hän muistutti monia siitä, että todellisuudessa on enemmän kuin heidän oma itsensä. Mihin hän keskittyi, oli löytää tieteellinen totuus, joka on käsittämätön, innostava matka yrittää ymmärtää maailmankaikkeuden todellisuutta, jossa elämme. "
