برشی از کتاب جاهایی در جهان که مهربانی مهم‌تر از قانون است

متشکریم استفن

استفن هاوکینگ دیگر در میان ما نیست. از لبخند رندانۀ او و گستاخی شادمانه‌اش که با وجود سن بالا و بیماری آن را حفظ کرده بود، محروم شدیم؛ و چه بیماری‌ای...

فقط سه ماه است که او را از دست ‌داده‌ایم؛ اما می‌توانیم با آرامش و بدون واکنش آنی از خود بپرسیم میراث او، در فیزیک و غیر آن، واقعاً‌ چیست؟ می‌خواهم پاورچین‌پاورچین و فراتر از دوستی و احترام زیادی که برای او قائلم، پاسخ دهم.

استفن پیش از هرچیز، فیزیک‌دانی برجسته بود؛ یکی از بهترین‌های نسل خود؛ نه بزرگ‌ترین دانشمند قرن، اینشتین جدید یا نیوتن جدید، آن‌طوری که گاهی او را می‌نامیدند، با اغراقی که خود او از سر شیطنت و سرخوشی، لحظه‌ای در دامن زدن به آن تردید نکرد. به این ترتیب من با مهم‌ترین دستاورد علمی او شروع می‌کنم.

کشف مهم او، همان چیزی که تا ابد با نام او پیوند خواهد داشت، اثبات این بود که سیاه‌چاله طوری رفتار می‌کند که گویی داغ شده است: سیاه‌چاله مثل کوره گرما تابش می‌کند. او در سال ۱۹۷۴ با محاسبات پیچیده و ظریفی که با مهارت کامل تکنیک‌های نسبیت عام و نظریۀ ذرات بنیادی را ترکیب کرده بود، به این نتیجه رسید. امروزه دمایی که او محاسبه کرد به «دمای هاوکینگ» معروف است و به اندازۀ سیاه‌چاله بستگی دارد. هرچه سیاه‌چاله بزرگ‌تر باشد، سردتر است. بنابراین سیاه‌چاله‌های داغ کوچک‌ترند. این نتیجه در دهۀ 70 شگفتی زیادی برانگیخت و استفن را که هنوز سی سال هم نداشت، در میان فیزیک‌دانان نظری به شهرت رساند. تا آن‌زمان کسی انتظار نداشت که سیاه‌چاله دما داشته باشد. حتی خود استفن تا وقتی محاسبات را کامل نکرده بود، انتظار نداشت.

امروزه گرمایی که از سیاه‌چاله تابش می‌شود «تابش هاوکینگ» نامیده می‌شود. این گرما تا به حال رصد نشده و رصد آن به این زودی مشکل خواهد بود، زیرا بسیار ضعیف است. اما وجود آن به شیوه‌های مختلف پذیرفته شده است و بسیاری از دانشمندان درستی آن را پذیرفته‌اند.

چرا «تابش هاوکینگ» مهم است؟ زیرا پدیده‌ای است که ساختار فضا ـ زمان و مکانیک کوانتومی، هر دو، را در بر می‌گیرد. این امر آن را به شاخص مهمی با توجه به یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌های بدون پاسخ فیزیک معاصر تبدیل کرده است: جست‌وجو به دنبال نظریۀ «گرانش کوانتومی» که گفته می‌شود نظریه‌ای است که همۀ جنبه‌های «کوانتومی» فضا و زمان را توصیف می‌کند. از این رو بسیاری از پژوهش‌های معاصر از نتایج هاوکینگ استفاده می‌کنند یا به دنبال توسعۀ آن‌ها هستند. مثلاً گروه تحقیقاتی‌ای که من در آن کار می‌کنم، در حال حاضر در تلاش برای استفاده از یک نظریۀ احتمالی گرانش کوانتومی است تا محاسبه کند که پس از تابیدن «تابش هاوکینگ» چه اتفاقی برای سیاه‌چاله می‌افتد.

فرمول زیبایی وجود دارد که نتیجۀ کار هاوکینگ را خلاصه می‌کند. فرمولی است که دما را به صورت تابعی از جرمِ (M) سطح می‌دهد. فرمول بسیار ساده‌ای که پیش‌تر هم به آن اشاره شده است:

T = ħc³/8πGkM

زیبایی این فرمول در سادگی آن است؛ اما فراتر از این‌ها، این حقیقت است که چهار ستون بنیادی فیزیک را ترکیب کرده است: ثابت بولتسمان، k، که ریشۀ ترمودینامیک دارد، سرعت نور، c، که مشخصۀ نسبیت است،‌ ثابت نیوتن، G، که مشخصۀ گرانش است و گفته می‌شود که ساختار فضا ـ زمان است و ثابت پلانک، ħ، که مکانیک کوانتومی بر پایۀ آن است. هیچ فرمول دیگری نیست که چنین زیبا همۀ فرمول‌های بنیادین فیزیک ما را گرد هم آورد. جای تعجب نیست که استفن می‌خواست این فرمول روی سنگ قبرش حک شود.