På mange måter lignet den avdøde astrofysikeren Stephen Hawking på selve fenomenene han brukte så mye av livet sitt på å konseptualisere seg: svarte hull. Som et svart hull var Hawking en massiv tilstedeværelse som trakk rundt seg i sin personlige bane. Der sorte hull samler lys, samlet Hawking armaturer - hans krets av intellektuelle venner og bekjente var like energiske og lyse som de kommer, inkludert Illinois-født fysiker og manusforfatter Leonard Mlodinow, Caltech Nobelist Kip Thorne og den britiske astronomen Royal Martin Reese.
Likevel, mens svarte hull er kjent for å ødelegge og komprimere alt som har ulykke å falle innenfor deres rekkevidde, var Hawking alltid forbausende kreativ. Han utvidet den kollektive fantasien om menneskeheten på en måte som få andre har klart, og hjalp forskere og ikke-forskere med å bedre forstå universets virke. I kjølvannet av hans død gikk tallene fra Hawkings mangeårige samarbeidspartnere tilbake fra den daglige studien for å reflektere over virkningene han hadde gjort på deres liv.
Blant hans mange samarbeid hadde Hawking en stor innflytelse på et enestående globalt astronomiprosjekt kalt Event Horizon Telescope (EHT), hvis utvikling delvis ble ledet av Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Oppdraget til EHT er villedende enkelt: skape det første bildet noensinne av et ekte svart hull. Målet, som er fire millioner ganger så mye som solen vår, ligger i hjertet av galaksen vår, Melkeveien. Det pågående oppdraget, som involverer et stort nettverk av teleskoper hvis observasjoner vil bli sammensatt, spenner over dusinvis av akademiske institusjoner over hele kloden.
I en avstand på 26 lysår kan det virke rart at vi i det hele tatt kan oppdage en slik gjenstand. Men sorte hull er mye mindre mørke og livløse enn de fleste kan forvente. "Du skulle tro at et svart hull, som svelger lys, ikke ville være synlig, " sier EHT-direktør Sheperd Doeleman. “Men faktisk er det så mye gass og støv som prøver å komme inn i det at gjennom friksjon og oppvarming skinner gassen rundt det sorte hullet med en temperatur på hundrevis av milliarder grader. De ender opp med å være noen av de lyseste tingene på himmelen. ”
EHT-direktør Sheperd Doeleman sier Stephen Hawking spilte en dobbel rolle i utformingen av prosjektet. På den ene siden minner Hawkings tekniske funn EHT-forskere om at uansett hva deres forutsetninger om hvordan dette sorte hullet skal se ut, de må være klar for hva som helst. "Han viste virkelig noen av sædresultatene som førte til vår forståelse av at sorte hull kan avgi stråling, " sier Doeleman. Inntil da hadde de vært disse avløpene fra universet som var en enveisk dør. Og han solidifiserte matematikken og tankene bak det faktum at de ser ut til å være i stand til å fordampe og utstråle all energien de har svelget. Så i den forstand blir de ganske forskjellige objekter. ”
Samtidig er det makroskopiske eksemplet på Hawking, en mann som klarte å sette sammen sædteorier om svart hulldynamikk fra rammen av den elektriske rullestolen, en kilde til dyp inspirasjon for EHT-teamet. “Når ting blir vanskelig, ” sier Doeleman, “jeg tenker på noen som Stephen Hawking, og jeg tror, fortsett.” I 2016 holdt Hawkings det første innledningsforedraget for Black Hole Initiative på Harvard.
Som Doeleman bemerker, er Hawking kanskje mest kjent for å matematisk fastslå eksistensen av strålingslekkasje i sorte hull - nå betegnet som "Hawking-stråling" til ære for ham. Opprinnelig antydet av Jacob Bekenstein, men utflettet og konkretisert av Hawking i et papir fra 1975, forestillingen om at kvanteeffekter som ble brakt av den enorme tyngdekraften av svarte hull, faktisk kunne tillate litt varme å slippe ut, var en spillveksler i feltet.
Svarte hull hadde lenge ment å være perfekte forbrukere: konsensussynet var at det som skjer i et svart hull forblir i et svart hull. Hawkings oppdagelse av at sorte hull kunne ha temperaturer og la varmen gli bort antydet at de ikke var så avskåret fra universet som vi trodde. Vi vet nå at sorte hull, astronomer liker å si, er “rotete spiser” som suger inn bensin og deretter spretter ut stråling.
"Denne ideen om sorte hull som stråler, er haken i rustningen, " sier Doeleman. "Det står at det er noe i det sorte hullet som kan manifesteres utenfor det sorte hullet."
En gjengivelse fra en NASA-kunstner av en livlig stjerne som suges inn i et svart hull. En varm, lysende glorie av rusk som er veldig lik denne, vil være målet for Event Horizon Telescope-teamets observasjoner. (Goddard Spaceflight Center, NASA) For å sikre at teleskopet nøyaktig fanger opp det det ser uansett hvor bisarre eller utenfor veggen dataene er, leder EHT-billedforsker Katie Bouman intensive tester av nettverket og den tilhørende programvaren. På dette tidspunktet har EHT bevist sin pålitelighet i å generere trofaste sammensatte bilder (selv i et simuleringsscenario der objektet i midten av Melkeveien ser ut akkurat som Frosty the Snowman). Så alt i alt føler teamet seg ganske trygge på deres tilpasningsevne.
En annen EHT-bidragsyter, den Harvard teoretiske fysikeren Andrew Strominger, har en mer personlig Hawking-forbindelse. Strominger, tilbake da han var MIT-gradstudent, hadde vært en av de aller første blant sine jevnaldrende som gjenkjente glansen av Hawkings Cambridge PhD-avhandling. Strominger ble sporet av Hawkings arbeid i årene etter, og ble fascinert av den britiske fysikerens forsøk på å knytte de store effektene av gravitasjonell romtidsforvrengning med kvantemekanikkens små maskiner - arbeid som stemmer godt overens med hans egne interesseområder.
Inntil lenge samarbeidet han og Hawking om teorier om ormehull. De to møttes ansikt til ansikt nesten hvert år de siste tre tiårene, og sparket rundt ideer og samarbeidet om original forskning. Senest hadde de plukket ut den såkalte “No Hair Theorem”, en allment akseptert matematisk formulering som ser ut til å innebære at bare en håndfull grunnleggende sort hulltyper kan eksistere i det virkelige universet, for en serie banebrytende artikler.
Det Hawking og Strominger oppdaget, og arbeidet ivrig med å formalisere helt til øyeblikket Hawking gikk bort, var at teoremet, i Strømingers ord, “et presist matematisk svar på det gale fysiske spørsmålet. Og hvis du stiller spørsmålet nøye på riktig måte, er det faktisk en uendelig rekke sorte hull. ”Dessuten sier han at det kunne være mulig å unngå at det beryktede“ informasjonsparadokset ”med informasjon går tapt for alltid i et svart hull hvis det sorte hullets form blir ansett for å være en unik refleksjon av informasjonen det har konsumert.
Strominger minner om en nylig akademisk retrett der han og Hawking “hadde noen veldig spennende diskusjoner, som gikk til sent på kvelden og fortsatte gjennom resten av verkstedet. Vi fortsatte til han døde. ”I anledning Hawkings død publiserte Strominger en sprudlende erindring om 76-åringens hjerte, humor og ydmykhet i Scientific American, og skrev:” Jeg vil savne moroa nesten like mye som fysikk. Men det er vanskelig å si hvor den ene begynte og den andre endte. ”
Doeleman, som alltid har tenkt på seg selv og de andre på EHT-teamet som følgere i de intellektuelle fotsporene til Stephen Hawking, sier at hans ene beklagelse er at Hawking ikke levde for å se EHT gjøre sine landemerkeobservasjoner. "Jeg liker å tro at han ventet på noen av resultatene fra EHT, " sier Doeleman. ”Det hadde vært en stor glede å dele dem med ham, og vi er alle triste at vi ikke kommer til å få den sjansen. Men vi soldater videre med hans minne veldig nært i tankene. ”
Strominger sier også at han er skuffet over at Hawking ikke vil være rundt for å se Event Horizon Telescope og de andre moderne etterkommerne av ideene hans blomstre. Men han tar hjertet i det faktum at Hawking vil inspirere fremtidige forskere - slik Hawking inspirerte ham - i generasjoner fremover.
"Stefanus lidenskaper for livet og vitenskapen var uadskillelige, " sier Strominger. “De var egentlig to sider av den samme mynten. Han minnet mange om at det er mer med virkeligheten enn sine egne. Det han fokuserte på var å oppdage vitenskapelig sannhet, som er en ubeskrivelig, spennende reise for å prøve å forstå virkeligheten i universet vi lever i. ”
