in memoriam

De man die de zwaartekracht probeerde te bedwingen

Stephen Hawking maakte naam met zijn onderzoek naar zwarte gaten en de Oerknal, voor hij een superster en publiekslieveling werd.

Weinig mensen kunnen zo’n intieme band gehad hebben met de zwaartekracht als Stephen Hawking. Ze hield hem aan zijn rolstoel gekluisterd sinds hij door de ziekte ALS verlamd werd. En was het onderwerp waar zijn wetenschappelijk onderzoek om draaide.

Aan de universiteit van Cambridge bekleedde Hawking de beroemde Lucasian-leerstoel in de wiskunde, die ooit nog toebehoord had aan Isaac Newton, de 17de-eeuwse grondlegger van de zwaartekrachtstheorie.

Maar het was een modernere versie van de theorie, de versie die in 1915 ontwikkeld werd door Albert Einstein, waar Hawking op verder bouwde.

Singulariteit

Hij maakte eind jaren 60 voor het eerst naam als theoretisch natuurkundige, toen hij samen met Roger Penrose aantoonde dat Einsteins theorie impliceerde dat de Oerknal moest zijn begonnen in een punt van oneindige dichtheid, een zogeheten ‘singulariteit’. Alle energie en materie van het hele heelal dat we kunnen waarnemen, moeten toen in één punt geconcentreerd zijn geweest.

Althans, dat is wat Einsteins zwaartekrachtstheorie lijkt te zeggen. Maar het optreden van een singulariteit in een natuurkundige theorie kan ook anders geïnterpreteerd worden: als een soort alarmsignaal, een waarschuwing dat de theorie het op dat punt laat afweten. Om echt te begrijpen wat zich afspeelde op het eerste moment van de Oerknal, zou dus een betere theorie nodig zijn dan die van Einstein.

Naar die betere theorie, die naar verwachting de twee grote pijlers van de 20ste-eeuwse fysica - de kwantumtheorie en Einsteins zwaartekrachtstheorie - met elkaar zal verenigen, zijn natuurkundigen al meer dan een halve eeuw op zoek. Als ze op een dag gevonden wordt, dan kan wel eens blijken dat het werk van Hawking uit de jaren 70 er een belangrijke bouwsteen voor gelegd heeft.

Zwarte gaten

Stephen Hawking toonde aan dat zwarte gaten niet helemaal zwart zijn, maar een straling uitzenden, die bekendstaat als de Hawking-straling.

Hawking zag in dat zwarte gaten de sleutel kunnen zijn tot het verenigen van de kwantum- en zwaartekrachttheorie. Zwarte gaten zijn plaatsen waar materie zó sterk geconcentreerd is, bijvoorbeeld door de ineenstorting van een ster, dat de zwaartekracht er zelfs geen licht meer uit laat ontsnappen.

Toen hij de kwantumtheorie en Einsteins theorie tezamen losliet op zwarte gaten, deed hij de ontdekking waarmee hij  in 1974 definitief zijn faam vestigde. Hij toonde toen aan dat zwarte gaten niet helemáál zwart zijn, maar dat ze toch een soort straling moeten uitzenden, die sindsdien bekendstaat als ‘Hawking-straling’. Dat inzicht heeft in de decennia die volgden geleid tot een grote bloei van het onderzoek naar de kwantumeigenschappen van zwarte gaten.

Na 1974 deed Hawking verder onderzoek naar zwarte gaten, de Oerknal, de structuur van het heelal en de fundamentele natuurwetten. Het heeft hem de waardering van zijn collega-fysici opgeleverd, maar geen Nobelprijs. De reden is waarschijnlijk dat Hawkings werk puur theoretisch van aard is, en nog niet door experimenten is bevestigd - iets waar de Nobeljury traditioneel veel belang aan hecht. Zwarte gaten zijn nog nooit rechtstreeks waargenomen (al wordt daar hard aan gewerkt), en het meten van de Hawking-straling is daarna een nog veel moeilijkere opgave.

Boek

Hawkings doorbraak bij het grote publiek kwam in 1988, met zijn boek ‘A Brief History of Time’ (in het Nederlands merkwaardig pitloos vertaald als ‘Het heelal’), waarin hij zijn theorieën begrijpelijk probeerde uiteen te zetten voor een breed publiek. Of hij daarin is geslaagd, is nog maar de vraag. Het boek heeft de reputatie dat het door velen is gekocht (er zijn meer dan 10 miljoen exemplaren verkocht) maar door weinigen is uitgelezen, laat staan begrepen.

Stephen Hawking in de sitcom 'The Big Bang Theory'.

Dat heeft niet belet dat Hawking de laatste decennia van zijn leven een superster is geworden, die optrad in 'Star Trek' en 'The Simpsons', en die met zijn synthetische stem zijn licht liet schijnen over kwesties als de klimaatverandering, artificiële intelligentie of kernwapens.

De natuurkundige in zijn rolstoel en met zijn computerstem is bijna net zo’n iconisch beeld voor de wetenschap geworden als de wilde grijze haardos van Albert Einstein.

Lees verder

Advertentie
Advertentie
Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud

Partner content