Stephen Hawking bio je sasvim jedinstvena pojava u svijetu znanosti. Od mladosti zbog dijagnosticiranog mu ALS-a prikovan za invalidska kolica i sa sve većim zdravstvenim problemima koji su ga udaljavali od stvarnog svijeta i otežavali mu komunikaciju, ovaj se slavni fizičar hvatao u koštac sa sve težim problemima teorijske fizike i izračunima koje je – htio, ne htio – morao odrađivati gotovo u potpunosti "u glavi".

Teška bolest nije ga, ipak, spriječila da postane svojevrsni znanstveni "celebrity", ali niti da objavi više revolucionarnih radova i znanstvenopopularnih bestselera. Njegova je najveća opsesija od ranih znanstvenih dana bio proces nastanka svemira, te povezivanje klasičnog, Einsteinovog viđenja gravitacije kao iskrivljenja prostor-vremena s novim otkrićima poput crnih rupa.

Krajem 60-ih godina prošlog stoljeća s kolegom Rogerom Penroseom radio je na ideji singularnosti, koja proizlazi iz izračuna gravitacije u uvjetima početka svemira. Hawking je dokazao ne samo da je singularnost predviđena općom teorijom relativnosti, nego da ona u stvarnosti i postoji, te da je cijeli naš svemir možda nastao iz jednog takvog singularnog stanja u kojem je zakrivljenost prostora beskonačna, a prostor i vrijeme su spojeni u jedno.

U tom smislu pozornost su mu zaokupljali to tada nedokučivi fenomeni poput crnih rupa, pa se početkom 70-ih bavio njihovom termodinamikom. Matematički je dokazao da crne rupe imaju horizont događaja (preko kojeg je moguće prijeći samo unutra, ne i van), koji ima oblik sfere i nikada se ne smanjuje.

Hawkingovo zračenje

Proučavanje termodinamike i entropije crnih rupa Hawkinga je potom dovelo do njegovog vjerojatno najznačajnijeg otkrića – onoga da crne rupe ipak nisu potpuno hladne, već da posjeduju entropiju i s horizonta događaja emitiraju čestice kroz kvantni proces danas općepoznat kao Hawkingovo zračenje. Ovo otkriće donijelo je u fiziku i sasvim novi pogled na crne rupe: one koje ne usisavaju novu materiju s vremenom će se smanjivati te čak mogu i potpuno "ishlapjeti" uslijed ovog zračenja, poništavajući tako dotadašnja viđenja.

Hawkingovo zračenje s crnih rupa još uvijek nije opaženo i eksperimentalno dokazano, pa mu je stoga izmakla i Nobelova nagrada. Eventualni empirijski dokaz zračenja crnih rupa može se očekivati tek s napretkom izučavanja kvantne gravitacije koja bi objedinila klasičnu termodinamiku crnih rupa s kvantnim efektima na njezinom horizontu. Teorijsko spajanje kvantne mehanike sa silom gravitacije ono je čime se u kasnijim godinama bavio i sam Hawking, pokušavajući tako izračunati uvjete u kojima je prije 13,7 milijardi godina Velikim praskom nastao svemir, kako je prošao kroz razdoblje tzv. inflacije, te zaključio da je nastao iz sličnih uvjeta koji postoje unutar crnih rupa.

Početak svemira…

Kako zakoni fizike ne bi "pali" na testu početka svemira, Hawking je predložio i tzv. "no-boundary" uvjet, prema kojem svemir nema granice. Početak prostora i vremena u svemiru može se prema tom uvjetu zamisliti kao sjeverni pol na Zemlji – kao što se meridijani spajaju u jednoj točci i prestaju biti ono što jesu, a ništa sjevernije od te točke ne postoji, tako se i prostor i vrijeme vraćaju u jednu točku, singularnost, ali onu koja ima sasvim predvidivu geometriju i topografiju.

Kako bi ovaj koncept "pomirio" s postojećim fizikalnim zakonima Hawking je morao osmisliti koncept "imaginarnog vremena" u kojem je moguće opisati ovakav postanak svemira, što je još jedno njegovo veliko postignuće.

Pod imaginarnim se vremenom ovdje ne smatra "izmišljeno" vrijeme, već ono koje teče po pravcu okomitom na pravac "normalnog" vremena. Imaginarno se vrijeme prikazuje na skali imaginarnih brojeva čija je osnova matematičko "i", odnosno drugi korijen od -1.

…i njegov kraj

Posljednjih godina života Hawking je priznao neke svoje greške (poput pogrešne ranije pretpostavke da se u crnim rupama sve informacije gube), nastavio je pisati znanstvenopopularne knjige i snimati TV emisije, ali se neumorno nastavio baviti i problemima kvantne gravitacije.

Njegov posljednji rad napisan u suradnji s Thomasom Hertogom pokazuje kako su uvjeti kod Velikog praska mogli izravno utjecati na izgled svemira kakav je danas i njegovu konačnu "hladnu smrt", stanje u kojem će svaki atom svemira biti beskonačno udaljen jedan od drugoga. Rad donosi i neke nove pokušaje spajanja kvantne mehanike i gravitacije, svetog grala današnje fizike, a najnovija nadopuna, predana tek dva tjedna prije Hawkingove smrti, daje i naznake da bi se u mikrovalnom pozadinskom zračenju (koje je tzv. odjek Velikog praska) mogle pronaći naznake o postojanju drugih svemira.

Stephen Hawking preminuo je – ima tu neke poetike – 14. ožujka, na godišnjicu rođenja Alberta Einsteina i na, američkim načinom pisano, π-dan (3/14). Bit će ispraćen na privatnoj ceremoniji 31. ožujka u Cambridgeu, a potom bi njegov pepeo trebao biti položen u londonskoj Westminsterskoj opatiji, tik uz posmrtne ostatke sunarodnjaka mu i također znanstvenih velikana, Charlesa Darwina i Isaaca Newtona. Budu li nasljednici poštivali Hawkingovu preko 15 godina staru želju, epitaf na grobu bit će mu tek "Bekenstein-Hawkingova jednadžba" koja opisuje vezu entropije i veličine crnih rupa na matematički vrlo elegantan način.