Da Orsina Fiorentini 
Stephen Hawking ha sondato i limiti della comprensione umana sia nella vastità dello spazio che nello strano regno quasi molecolare della teoria quantistica.
Oltre a diversi libri di successo, Hawking ha anche pubblicato diversi importanti articoli scientifici nel corso di un’illustre carriera di ricerca.
Attraverso le sue teorie pionieristiche, il leggendario fisico ha esaminato le origini dell’universo e ha contribuito a spiegare il comportamento dei buchi neri.
Stephen Hawking, che ha cercato di spiegare alcune delle domande più complicate della vita mentre lavorava sotto una possibile morte prematura, è morto all’età di 76 anni.
1970 spazio-tempo nei buchi neri
Una delle prime grandi idee di Hawking è stata il modo in cui lo spazio e il tempo interagiscono all’interno dei confini brutali dei buchi neri.
I buchi neri sono regioni dello spazio che hanno un campo gravitazionale così intenso che nessuna materia o radiazione può sfuggire.
Gli oggetti sono così potenti che piegano il tempo e lo spazio in modi strani, e nel 1970 Hawking ha mostrato come i buchi neri alterano lo “spazio-tempo”.
Lo “spazio-tempo” è una teoria che i fisici usano per descrivere la fusione tridimensionale di spazio e tempo in un continuum quadridimensionale.
Fino agli anni ’70, i fisici sapevano che la teoria di Einstein ammetteva le “singolarità”, i punti in cui lo spaziotempo sembrava essere infinitamente curvo.
Ma non era chiaro se queste singolarità esistessero o meno.
Sir Roger Penrose, un fisico del Birkbeck College, ha dimostrato che le singolarità esistono perché possono formarsi nei buchi neri.
Insieme a Sir Penrose, Hawking ha applicato la stessa idea all’intero universo nel 1970.
Hanno dimostrato che la teoria di Einstein prediceva una singolarità nel nostro lontano passato: il Big Bang.
1971-1972 Meccanica Black Hole
I buchi neri sono regioni dello spazio che hanno un campo gravitazionale così intenso che nessuna materia o radiazione può sfuggire.
Il loro campo è così intenso che formano il proprio insieme di leggi fisiche a differenza di qualsiasi altra cosa nell’universo.
Hawking ha ideato la seconda legge dei buchi neri, che afferma che la superficie totale di un buco nero non diminuirà mai.
In un lavoro separato, Hawking ha sollevato la teoria “senza capelli” dei buchi neri.
Questo afferma che i buchi neri possono essere distinti da tre numeri: la loro massa, carica e momento angolare.
“Capelli” nell’idea di Hawking è un’altra informazione che scompare quando cade in un buco nero.
1974-1975 Come scompaiono i buchi neri
Hawking ha dimostrato che i buchi neri emettono calore e alla fine scompaiono in un processo molto lento.
Mentre un buco nero di massa solare impiega più tempo a far evaporare la vita del nostro universo, un buco nero scompare più velocemente.
Verso la fine della loro vita rilasciano calore a un ritmo esponenziale, poiché un buco nero di medie dimensioni rilascia l’energia di un milione di bombe all’idrogeno in appena un decimo di secondo.
Hawking si è affidato alla “teoria quantistica” per il bene della scoperta, la branca della fisica interessata al funzionamento dell’universo a livello subatomico.
Attraverso le sue teorie pionieristiche, ha aiutato il leggendario fisico a spiegare il comportamento dei buchi neri (l’impressione di un artista) e ad esaminare le origini dell’universo.
1982 Come nascono le galassie
Molti fisici credono che l’universo si sia gonfiato rapidamente poco dopo il Big Bang.
Hawking è stato uno dei primi a dimostrare come le galassie si sarebbero potute formare durante questa esplosione nel tempo e nello spazio.
Ha scoperto che le fluttuazioni quantistiche – lievi differenze nella distribuzione della materia – sono aumentate nelle galassie che pervadono l’universo oggi.
Questo perché le forti forze gravitazionali hanno causato l’adesione del materiale.
La teoria di Hawking supporta recenti osservazioni del debole bagliore del Big Bang, che ha individuato il tipo di differenze con cui Hawking ha lavorato.
1983 How the Universe Began
Hawking è meglio conosciuto per i suoi tentativi di combinare due teorie di base in fisica: la teoria quantistica e la relatività generale di Einstein.
Mentre la teoria quantistica copre il modo in cui piccole particelle subatomiche tengono insieme il tessuto del nostro universo, la relatività generale si occupa di oggetti più grandi.
Descrive come galassie, stelle, buchi neri, pianeti, ecc. Interagiscono tra loro tramite forze gravitazionali.
Gran parte del lavoro di Hawking si è concentrato sulla combinazione della teoria quantistica e della relatività generale con la teoria della gravità di Einstein.
Ha suggerito che questa nuova teoria, nota come gravità quantistica, potrebbe colmare molte lacune nella nostra attuale comprensione della fisica e dell’universo.
Nel 1983, il fisico ha collaborato con il professore dell’Università di Chicago Jim Hartl per proporre una “funzione d’onda dell’universo”.
Questa idea, nota come condizione di Hartle-Hawking, mira a scoprire come è nato l’universo attraverso la meccanica quantistica.
In teoria, questo può essere utilizzato per comprendere le proprietà dell’universo che ci circonda.
1988 Una breve storia del tempo
Il libro più venduto di Hawking, A Brief History of Time, ha venduto più di dieci milioni di copie dalla sua pubblicazione nel 1988.
Il libro, che descriveva la struttura, l’origine, l’evoluzione e il destino finale dell’universo, è stato un successo sorprendente per un fisico relativamente sconosciuto, rimasto nella lista dei bestseller del Sunday Times per 237 settimane.
Hawking ha scritto il libro per i lettori che non avevano alcuna conoscenza di teorie scientifiche.
Il fisico ha scherzato se stesso, dicendo che molti dei proprietari del libro hanno faticato a capirne la complessità e non l’hanno mai completato.
Il libro alla fine ha spinto Hawking verso la celebrità, con il fisico che ha pubblicato 15 libri o li ha co-pubblicati in totale e ha scritto o interpretato numerosi documentari scientifici, programmi TV, film e altro.
Cosa è successo prima del Big Bang?
Al tempo del Big Bang 13,8 miliardi di anni fa, ogni materia nell’universo emanava da uno stato individuale per formare l’universo.
Ma gli scienziati non sono sicuri di cosa sia successo prima di quel momento.
In una recente intervista televisiva, Hawking ha detto: “Non c’era niente prima del Big Bang”.
Invece, lo spazio e il tempo esistevano in uno stato “curvilineo” che era distorto lungo un’altra dimensione.
Il fisico ritiene che il Big Bang sia stato una formazione di quello che ora consideriamo tempo perché l’evento ha infranto le leggi della fisica.
Ciò significa che tutto ciò che lo ha preceduto non poteva essere applicato alla nostra comprensione del tempo e dell’esistenza.
Scritto da Harry Pettitt, corrispondente per la scienza e la tecnologia