Con la morte di Stephen Hawking, il mondo ha perso un avventuriero.

Sono stato uno dei tanti che hanno incontrato per la prima volta le idee profonde della cosmologia attraverso il libro di Hawking A Brief History of Time, e mi sono trovato ispirato. Ai suoi lettori Hawking ha rivelato un mondo completamente nuovo, mostrando come la fisica può affrontare alcune delle domande profonde della nostra esistenza, fino al più profondo di tutti:come è iniziato l'universo?

La fisica è spesso percepita come arida e priva di immaginazione, ma come ricercatori ci rendiamo conto che non potrebbe essere più lontano dalla verità. Nella ricerca, gettiamo regolarmente ipotesi nel cestino, giocare con scenari "what if", e fare affidamento sull'intuizione e sulla creatività per esplorare nuove idee che potrebbero portarci oltre i limiti della fisica che già conosciamo. Stephen Hawking era un maestro in questo.

Teoria del tutto

Ciò che ha reso Hawking un tale pioniere sono stati i suoi tentativi di fondere la fisica quantistica e la relatività generale.

La situazione nella fisica moderna è sia potente che terribile. Abbiamo due teorie incredibilmente forti che hanno superato ogni prova che possiamo sottoporre loro, eppure non possiamo unificarli.

La relatività generale è la nostra teoria della gravità, grazie a Einstein, e la fisica quantistica è la nostra teoria di tutto il resto - in particolare, come interagiscono le particelle. Entrambi sono stati testati con incredibile precisione e sono diventati strumenti di uso quotidiano. Usiamo la relatività generale per rendere accurato il nostro sistema GPS, e la fisica quantistica viene utilizzata per progettare gli elementi chiave di tutta l'alta tecnologia.

Però, non abbiamo ancora una teoria che combini i due, e questo ha lasciato perplessi i fisici per un secolo. La fusione delle due teorie coinvolse Einstein per la seconda metà della sua vita senza alcun risultato.

La ricerca di una teoria quantistica della gravità che possa anche spiegare l'intero universo, è conosciuta come la ricerca di una "teoria del tutto", o "ToE".

L'intuizione più famosa di Hawking è stata quella di prendere sul serio la questione di cosa accadrebbe se si prendesse un sistema quantistico e lo si mettesse vicino all'orizzonte degli eventi di un buco nero. Anche senza una teoria finale della gravità quantistica, ha rivelato che in alcune circostanze particolari si possono comunque calcolare soluzioni.

La "mente di Dio"

Hawking ha descritto notoriamente la ricerca di una teoria di tutto in analogia a Dio:"Se scoprissimo una teoria di tutto... sarebbe il trionfo finale della ragione umana, perché allora conosceremmo veramente la mente di Dio".

È stato costretto a spiegare questa linea molte volte. Da devoto ateo ha chiarito che non voleva dire che avremmo capito una divinità, ma piuttosto che saremmo in grado di spiegare, usando la fisica, la nascita dell'universo stesso, e tutti i processi al suo interno, dimostrando così che non c'è bisogno di un dio.

Con le sue stesse parole:"Dio possa esistere, ma la scienza può spiegare l'universo senza bisogno di un creatore."

Come ha sbattuto il big bang

Sappiamo che niente, nemmeno luce, può sfuggire all'attrazione gravitazionale di un buco nero. Tuttavia, Hawking ha scoperto che i buchi neri dovrebbero "brillare". La luce che emettono è ora nota come "radiazione di Hawking".

Ma se la luce non può sfuggire dai buchi neri, come possono brillare?

L'orizzonte degli eventi di un buco nero è il punto di non ritorno. Una volta che sei all'interno dell'orizzonte degli eventi non puoi mai scappare, e nessuna luce che emetti sarà mai vista fuori. Il motivo per cui i buchi neri possono brillare è perché nessuna luce emerge effettivamente dall'interno dell'orizzonte degli eventi. La luce viene creata appena fuori di essa, grazie all'interazione del buco nero con il vuoto quantistico.

Questo porta ad un'altra domanda, perché un'altra importante regola della fisica è la conservazione dell'energia; non puoi creare qualcosa dal nulla. Quindi per risplendere, il buco nero deve pagare un prezzo, e paga con l'unica moneta che ha, la sua massa.

Quando il buco nero emette luce diventa più leggero, e più chiaro è il buco nero, più brilla drammaticamente, che ne accelera la scomparsa, finché non evapora nel nulla in un intenso lampo di radiazioni.

Per quanto spettacolare possa essere, può sembrare un po' esoterico:perché dovremmo preoccuparci di come si comportano i buchi neri? Bene, le teorie che Hawking stava sviluppando hanno anche implicazioni per la questione di come sia iniziato l'universo. Hawking ha proposto un meccanismo, attraverso la fisica quantistica, da cui potrebbe nascere un universo. In altre parole, ha proposto una risposta a come il big bang ha sbattuto.

La sinfonia dello spazio

Hawking è diventato uno dei fisici più riconoscibili al mondo. La sua fama lo ha visto apparire frequentemente nella cultura popolare, inclusi i Simpson e Star Trek (dove interpretava se stesso). Non solo un ricercatore eccezionale, era un brillante comunicatore, e questo lo distingueva dai suoi coetanei. Il suo A Brief History of Time ha venduto più di 10 milioni di copie ed è stato tradotto in almeno 35 lingue.

Una delle cose fantastiche di A Brief History of Time era che rendeva semplici le idee complesse, ma non ha nemmeno esitato a fornire i dettagli cruenti. Hawking ha mostrato rispetto per i suoi lettori e per il loro potenziale di comprensione, forse avendo nei loro confronti aspettative maggiori di quelle che avevano su se stessi. Di conseguenza, è stato in grado di trasmettere una grande sensazione della profondità di pensiero dietro le teorie.

Milioni di lettori assorti nel suo libro hanno lasciato un senso di meraviglia, anche se mancavano di una piena comprensione. Come ascoltare una sinfonia, puoi apprezzare la bellezza e la complessità della musica senza saper suonare nessuno degli strumenti.

Hawking ha suonato la sinfonia dello spazio in parole su una pagina, che ha lasciato alle persone la sensazione di aver vissuto qualcosa di profondo, anche se non l'avessero capito fino in fondo.

Essere curioso

Che Hawking sia sopravvissuto fino all'età di 76 anni è davvero notevole.

Diagnosi di sclerosi laterale amiotrofica (SLA) a 22 anni, gli furono dati solo due anni di vita.

Piuttosto che essere sconfitto da una tale diagnosi, si è immerso nella ricerca con un'urgenza forse ispirata dal suo tempo limitato. Decise di fare qualcosa di significativo con il tempo che gli rimaneva, e quindi ha attaccato alcune delle questioni più profonde e stimolanti della fisica.

A beneficio dell'umanità non ha ceduto alla malattia ed è stato in grado di continuare la ricerca per un altro mezzo secolo. Il fatto che si sia rifiutato di lasciare che le difficoltà fisiche lo scoraggiassero dal lavoro della sua vita è un'ispirazione per tutti noi.

Era anche un vero personaggio, ed è famoso per aver piazzato scommesse di alto profilo su grandi questioni di fisica (che di solito ha perso). Nel 1974 scommise che la sorgente di raggi X al centro della nostra galassia, Cigno X-1, non era un buco nero, ma ha ammesso la perdita a causa di prove schiaccianti entro il 1990.

Dal nostro punto di vista moderno è sorprendente rendersi conto che tutte le sue prime ricerche sui buchi neri sono state fatte prima ancora che fossimo sicuri che esistessero.

Una delle scommesse più affascinanti di Hawking riguardava il "paradosso dell'informazione". Il fatto che i buchi neri possano evaporare si è rivelato estremamente sconcertante, perché tutte le informazioni su ciò che è andato in loro sono perse mentre il buco nero svanisce. Nella fisica quantistica non puoi distruggere le informazioni, quindi il paradosso.

Sebbene Hawking abbia ammesso pubblicamente questa scommessa nel 2004, la maggior parte dei fisici sosterrebbe ancora che la risposta è irrisolta. Recentemente ha visto una rinascita di interesse con il "paradosso del firewall" e lo stesso Hawking ha aggiunto nuove idee al dibattito anche nei suoi ultimi anni.

Mentre salutiamo uno dei più grandi pensatori del nostro tempo, Ti lascio con alcuni dei suoi migliori consigli:"Guarda le stelle e non i tuoi piedi. Cerca di dare un senso a ciò che vedi, e mi chiedo cosa fa esistere l'universo. Essere curioso."

Con la morte di Stephen Hawking, l'umanità ha perso una mente brillante e un essere umano ispiratore.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.