مجله دانشمند - بابک سلطانی: نام سیاهچاله ها درست یا غلط با هاوکینگ گره خورده است. البته این موضوع تا حدی تحت تاثیر حضور قدرتمند او در رسانه هاست و البته کارهای علمی موفق اش. هر چه باشد او نگاه به سیاهچاله ها را از نسبیت فراتر برد.
پیش از هاوکینگ نگاهی کلاسیک به سیاهچاله ها وجود داشت؛ نگاهی مبتنی بر نظریه نسبیت عام اینشتین. در این شکل مواجهه با موضوع سیاهچاله ها نقطه ای در فضا - زمان با انحنای بسیار زیاد است. چنین محدوده ای می تواند حول ستاره ای بسیار عظیم که روی خود فرو ریخته و منقبض شده، شکل گیرد. این خمش به سمت بی نهایت میل می کند و سیاهچاله - این تکینگی گرانشی - پشت مرزی به نام «افق رویداد» از سایر بخش های فضا - زمان جدا می شود؛ مرز امکان تحلیل فیزیک بر اساس نسبیت. ماجرا را اما مردی شروع کرد که بسیاری نامش را در کنار هاوکینگ شنیده اند؛
راجر پن‌روز
«راجر پن‌روز». او دستگاهی ریاضی برای توصیف این وضعیت ارائه داد و هاوکینگ در اقدامی غیرمنتظره از این ابزار در سویه منفی از گذر زمان استفاده کرد تا به بحث پیرامون چیستی «انفجار بزرگ» بپردازد. او نشان داد که تکینگی فضا - زمانی که به نام انفجار بزرگ می شناسیم، حاصل مدل های متقارنی که سعی در توصیف کیهان دارند، نیست و حتی اگر از مدل های کیهان شناختی غیرمتقارن هم استفاده کنیم، باز به این تکینگی برخواهیم خورد. هاوکینگ برای مواجهه با چالش های چنین کاری دست به ابداع قضایای ریاضی جدیدی زد. یکی از ابزارهای متداول ریاضی در فیزیک نسبیتی به نام نظریه مورس شناخته می شود. این ابزار برای تحلیل انحنای ریمانی است،
اما فضا - زمان نسبیت عام نه ریمانی که تنها شبه ریمانی است. می توان گفت این ابزاری است مفید برای تحلیل جهان نسبیتی، اما ابزاری با اشکالات مخصوص به خود است. هاوکینگ در همراهی با دانشمندانی دیگر، قضایای ریاضی جدیدی برای مواجهه با جهان نسبیتی خلق کرد که نشان داد تکینگی از نوع انفجار بزرگ، جزئی غیرقابل اجتناب از نظریه نسبیت عام خواهد بود. تصور می شد سیاهچاله های دوار پس از مدتی انرژی چرخشی خود را از دست می دهند و پس از آن باید شکل یک کره بی نقص داشته باشند، اما بر اساس کارهای گراتر و رابینسون روی سیاهچاله های دوار، ایده ساختار کروی برای سیاهچاله ها کمرنگ تر شد. هاوکینگ حامی این نوع نگاه بود.
مخالفت با آنتروپی
وقتی «بِکِن اشتاین» برای نخستین بار از لزوم وجود مفهوم آنتروپی برای سیاهچاله ها صحبت کرد، استیون هاوکینگ چندان موافق او نبود. اما بعدتر خود هاوکینگ مفهوم آنتروپی را برای سیاهچاله ها مورد بررسی قرار داد؛ اتفاقی که چندان در مورد هاوکینگ عجیب نبود. در سال 1973، هاوکینگ ارتباط بین مساحت سطح افق رویداد و گرانش سطحی سیاهچاله را چیزی شبیه به ارتباط آنترویی و دما در ترمودینامیک دانست. احتمالا بتوان او را در این دوره برجسته ترین محقق پیرامون مفاهیم نسبیت عام دانست.
بر اساس نظر بکن اشتاین، سیاهچاله ها باید دارای آنتروپی می بودند تا قوانین پایه ای فیزیک نقض نشود، اما بر اساس نسبیت عام، با توجه به اینکه هیچ چیز نمی تواند از سیاهچاله خارج شود، نتیجه گیری منطقی آن بود که دمای سیاهچاله صفر است. تنها می بلعد و چیزی تابش نمی کند. این یعنی آنتروپی ندارد؛ تکه ای جداشده از جهان که ارتباطش با بیرون یک سویه است.
سیاهچاله های تابان
هاوکینگ نگاهش را به سمت اثرات کوانتومی معطوف کرد. او با محاسباتش نشان داد که سیاهچاله های فرضی بسیار کوچک گردان که در ابتدای زمان شکل گرفته باشند، می توانند تمام انرژی چرخش خود را تابش کنند. او این انرژی تابش شده را به دنیای اینشتین برد و بر اساس فرمول معروف E=mc2 آن را به از دست دادن جرم سیاهچاله تعبیر کرد. این تغییر نگاهی بسیار اساسی بود؛ استفاده از دو دستگاه نظری مختلف به صورت توامان برای توصیف سیاهچاله ها.
آنچه امروز به درستی «تایش هاوکینگ» می نامیم، حاصل این کنکاش ذهنی بود. اکنون روشی برای ثبت چنین تابشی وجود ندارد. این تابش بسیار بسیار کم فروغ است، اما هاوکینگ گمانه زنی کرد که شاید بتوان اثر تابشی سیاهچاله های بسیار کوچکی که هنگام انفجار بزرگ شکل گرفته باشند را در تصویر انفجار اولیه پیدا کرد، اما به نظر بسیاری انفجار بزرگ، آنچنان که او توقع داشت، قابلیت انطباق با این نگاه را نداشت.
مرگ پروتون ها
احتمالا بسیاری موافق باشند که مهم ترین دستاوردهای هاوکینگ برای دانش بشر، همین بسط و تعمیق نگاه به سیاهچاله ها باشد. او با استفاده همزمان از نظریه میدان های کوانتومی و نسبیت عام، نوعی نگاه جدید خلق کرد و مفهوم آنتروپی را وارد مباحث مربوط به سیاهچاله ها کرد. این شیوه نگاه به جهان تاثیرات عمیقی بر کارها و پژوهش های بعدی داشته و خواهد داشت. گرچه این جزئیات شکل مواجهه و توصیفات برای درک کیهان بر اساس این ترکیب هنوز محل بحث بسیار است، اما همه در تاثیر گذاری عمیق آن بر نگاه ما به کیهان توافق نظر دارند.
او بعدتر نتیجه گیری کرد که حتی پروتون ها هم باید به آرامی از میان بروند. در واقع این پدیده را مشخصه ای ذاتی از ماده دانست. حتی اگر بسیار بسیار کند باشد و بیش از عمر جهان - اگر محدود باشد - طول بکشد. بعدتر حتی اعلام کرد، ممکن است نیاز به تصحیح قوانین مکانیک کوانتومی هم داشته باشیم، گرچه بعدتر در سال 2004 وقتی درباره از دست رفتن اطلاعات» درون سیاهچاله ها حرف می زد، از تغییر ذهنیتش در این باره سخن گفت؛ این بار هم این تغییر رویکرد درباره او عجیب نبود.
کنکاش با تکینگی
در ادامه کارهایش روی سیاهچاله ها، هاوکینگ توجهش را به سمت گرانش کوانتومی برد. گرانش کوانتومی، تلاشی است برای نظامی که بتواند توامان هم توصیف گر جهان نسبیتی باشد و هم کوانتومی، یکی از اهداف مهم آن توصیف چگونگی و چیستی تکینگی گرانشی است؛ چیزی که هم در سیاهچاله ها و هم در ابتدا و آغاز جهان انتظار وجودش می رود. گرچه هنوز تلاش های هاوکینگ به خلق نگاهی کوانتومی از نسبیت عام منجر نشده، اما او مبتکر روش های نبوغ آمیزی برای حل بعضی مشکلات پایه ای این نوع نگاه بوده است.
او در همکاری با «هارتل»، رویه ای برای مواجهه با تکینگی انفجار بزرگ ابداع کرد؛ ایده ای که به عنوان «بی مرزی» No boundary idea]] می شناسند. فرض کنید بخواهیم طول جغرافیای جایی را روی زمین بیان کنیم. هرچه به سمت قطب حرکت کنیم، محیط کمتری خواهیم داشت؛ تا جایی که به فاصله بسیار اندکی از قطب برسیم. عملا مفهوم طول جغرافیایی دچار اخلال می شود و نمی تواند، توصیفی دقیق باشد.
طول جغرافیایی از معنا تهی و تکینه (singular) می شود. اما خود قطب مختصات کاملا مشخصی دارد. به طور خلاصه می توان پرسید، طول جغرافیایی مثلا قطب شمال چیست؟ مرزی برای رخداد این تکینگی وجود ندارد، اما جایی هست که تکینگی رخ داده است . برای این منظور هاوکینگ دست به بحث روی مفهوم «زمان موهومی» زد که جغرافیای فضا - زمان نسبیتی را از شبه ریمانی به ریمانی بودن شبیه می کند. البته تلاش های بسیار دیگری هم درباره چگونگی مواجهه با گرانش کوانتومی صورت گرفته و این ایده هاوکینگ الزاما مورد توجه ترین ایده امروز نیست، اما شباهت هایی در اساس بین این تلاش ها وجود دارد.
شهرت و بیماری
او به وضوح از شهرتش لذت می برد. به جاهای مختلف سفر می کرد، با آدم های گوناگون دیدار داشت و حتی فرصت تجربه جاذبه سفر را هم از دست نداد. در سال های اخیر به کمک فناوری کامپیوتری صدایی برای حرف زدن پیدا کرد که خودش به اسمبلی صوتی بدل شد. بعدتر کتاب های جدیدش را با تصاویر شبیه سازی های کامپیوتری جذاب تر کرد و به همراه دخترش مجموعه کتابی برای علاقه مند کردن کودکان به دانش تدوین کرد. روی بسیاری از آثار نویسندگان دیگر یادداشت نوشت و درباره مسائل اجتماعی و سیاسی روز اظهار نظر کرد. هاوکینگ در طول عمرش، افتخارات متعددی کسب کرد. او در 32 سالگی وقتی هنوز بسیار جوان بود، عضو انجمن سلطنتی بریتانیا شد. در سال 1979 در دانشگاه کمبریج بر کرسی تدریسی تکیه زد که پیش تر نیوتن بر آن نشسته بود.
در برنامه های تلویزیونی متعددی حضور داشت و حتی صدایش به آلبوم های موسیقی گروه های پیشرو هم راه یافت. او ذهن همه را به خود مشغول کرده بود. در سال 1958 وقتی دیگر نمی توانست نفس بکشد، با مرگ روبه رو شد، اما جان سالم به در برد. حالا او تماما امکان تکلم را از دست داده بود و وجود دستگاهی که بتواند به جایش سخن بگوید، ضروری بود. او دیگر نمی توانست بدون همراهی پرستاران و یک تیم پزشکی دائمی، به زندگی ادامه دهد. پس از جدا شدن از همسر اولش در سال 1995 با پرستارش الینا میسون ازدواج کرد که با توجه بسیار از او مراقب می کرد؛ گرچه در سال 2007 از هم جدا شدند و مسائلی هم درباره بدرفتاری میسون با او منتشر شد و حتی کار به شکایت هاوکینگ از او رسید. البته دادگاه مدارک این ادعا را کافی ندانست و پرونده مختومه اعلام شد.
امیدوار به زندگی
با همه اینها، با وجود وضعیت فیزیکی بسیار دردآورش، همیشه نگاهی مثبت به زندگی داشت و از کارش لذت می برد؛ از کار با دانشمندان دیگر و دانشجویانش. گاه با صندلی چرخدارش دور اتاق چرخ می زد و کودکانی که آنجا بودند را سرگرم می کرد. به عمومی سازی نگاه مبتنی بر دانش توجه بسیار می کرد. در عین جدیت آدمی شوخ طبع بود. از بین شاگردانش کم نبودند آنهایی که خودشان به دانشمندانی طراز اول بدل شدند، اما دانشجوی استیون هاوکینگ بودن هم کار آسانی نبود. همه می دانستند اگر استیون از دانشجویی راضی نباشد، چه تنبیهاتی در انتظارشان است! مثلا چطور است که با ویلچر مخصوصش روی پای آنها برود. با این حال دانشجویانش او را استادی دست و دلباز توصیف می کنند
که برایشان کم نمی گذاشت، در کارها سهیم شان می کرد و همیشه برایشان وقت داشت. برای دانشجویان دیگر هم فرصت دیدار با استیون هاوکینگ می توانست نقطه عطفی در زندگی علمی شان باشد. ممکن بود آنها را به مسیری راهنمایی کند که به درستی متوجه چرایی آن نشوند. انگار یک پیشگو بهشان بگوید که این راه را باید بروی و خب کسی حرف های یک پیشگو را زیر سوال نمی برد. اما اگر به دقت در آنها خیره شویم و روی فهم شان اصرار بورزیم، شاید راهنمای ما به حقایقی عمیق باشند. این احتمالا آن تصویری است که امروز برای ما از استیون هاوکینگ باقی مانده است.
سلطان مناقشات
آیا زندگی سرشار از مناقشات هاوکینگ برای او راهی بود به شهرتی که به دست آورد و این شهرت بر توانایی های علمی اش سایه انداخت؟
استیون هاوکینگ شاید برای بیشتر مردم، شهرتش را مدیون ویلچر و صدای ربات گونه ای باشد که افکارش را به دنیا منتقل می کرد. هرچه باشد، تصویر امیدبخش شخصی که با ناتوانی جسمی توانسته به بالاترین درجات علمی برسد همیشه محبوب و الهام بخش است. هاوکینگ اما به جز بیماری و دستاوردهای علمی اش، جنبه های دیگری هم داشته. کیهان شناس انگلیسی در طول عمرش هیچ وقت بی سروصدا زندگی نکرد و عقایدش را هر جا که تریبونی داشت (که کم هم نبود!) با صدای رباتی بلندی فریاد زد، عقایدی که نادرستی شان گاه و بی گاه اثبات شدند.
جنجال های سیاسی
چهره هاوکینگ برای ما همیشه در بخش علمی اخبار و روزنامه ها آشناست، اما شهروندان انگلیسی هر از گاهی او را در اخبار سیاسی نیز می دیدند. استیون هاوکینگ بعد از بیماری اش هیچ گاه به خجالتی بودن معروف نبود و دنیای سیاست هم او را از بیان نظراتش بازنمی داشت. هاوکینگ همواره و یا صدای بلند از جرمی کوربین، رهبر حزب چپ گرای کارگر در انگلیس پشتیبانی کرده بود.
برگزیت، یا خروج انگلیس از اتحادیه اروپا که یکی از موخرترین اتفاقات پرحاشیه انگلیس بود هم صدای او را بلند کرد. هاوکینگ که علیه این اتفاق بود کمپینی برای ماندن انگلیس در اتحادیه راه انداخت و برگزیت را فاجعه ای برای پشتیبانی های مالی علم اعلام کرد و وقتی ترزامی، جایزه یک عمر فعالیت علمی را به أو اهدا کرد، در جشن اهدا گفت: «متشکرم خانم نخست وزیر، هر چند هر روز با مسائل سخت هستی سروکله می زنم، اما سروکله زدن با برگزیت را از من نخواهید.»
حمله به ترامپ و جنگ
دونالد ترامپ هم البته از زبان سرخ هاوکینگ بی بهره نماند و کیهان شناس مشهور او را عوام فریبی خواند که پایین ترین مخرج مشترک انسان ها را راضی کرده است، اما این تنها اظهارنظر او در مورد مسائل مربوط به آمریکا نبود هاوکینگ در سال 2004 و در یک گردهمایی ضدجنگ در میدان ترافالگار لندن اسامی کشته شدگان جنگ عراق را خواند و گفت وقتی خانواده های این همه انسان درگیر تراژدی اند، پس چطور این موضوع یک جنایت جنگی نیست؟
یکی دیگر از عقاید پرسروصدای او، در مورد دفاعش از استفاده آزمایشگاهی از حیوانات بود. در سال 1998 هاوکینگ از این موضوع دفاع کرد و گفت این موضوع چه فرقی با کشتن و خوردن حیوانات دارد و به نظر می رسد بیشتر مردم از این کار ناراحت باشند. او باز هم در این سخنرانی احزاب دست راستی را سرزنش کرد و گفت به نظرش مطرح کردن این موضوع از کمبود دغدغه های واقعی مانند ممانعت از ساخت بمب اتم آمده؛ نه یک نگرانی واقعی.
بایکوت اسرائیل
برای بسیاری، هاوکینگ با عقایدش در مورد مذهب مشهور است، اما شاید بهتر باشد کمی هم در مورد عقاید حقوق بشری او صحبت شود. در سال 2013 هاوکینگ تمام قد پشت کمپین بایکوت اسرائیل ایستاد و دفاع سرسختانه ای از حقوق فلسطینی ها برای حق شان نسبت به خانه های شان کرد. او علیه شهرک سازی های اسرائیل و برخورد سرکوبگرانه نظامیان آن کشور با فلسطینی ها سخنرانی کرد و گفت تمام ابرقدرت های جهان زمانی که مساله اسرائیل و فلسطین و نقض حقوق بشر در این منطقه مطرح می شود، فقط صحبت های آبکی می کنند و هیچ اقدامی انجام نمی دهند. هاوکینگ در همین سال گفت که اسرائیل دیگر حق ندارد خودش را کشوری با فرهنگ و آزاد بداند؛ وقتی میلیون ها فلسطینی خانه های شان را زیر بولدوزرهای این کشور از دست می دهند.
فرازمینی ها
موضوع حیات خارج از کره زمین همیشه از آن موضوعات پرحاشیه بوده است. سال هاست این موضوع در تمام سطوح مورد بحث است. اما کمتر چهره معتبری در حوزه علم علنا به آن ورود کرده است و مانند همیشه، هاوکینگ یکی از خط شکن های این حوزه است. استیون هاوکینگ هیچ وقت در مورد نظرش در زمینه وجود حیات خارج از کره زمین سکوت نکرده اما معتقد بود که باید تا وقتی که اطمینان صد درصدی حاصل نشده، فقط داده ها را جمع کرد.
وقتی از برنامه همگانی و یکصد میلیون دلاری جستجوی امواج رادیویی فرازمینی پشتیبانی می کرد، گفت که هیچ سوالی بزرگ تر از این وجود ندارد که ما فرازمینی ها را پیدا می کنیم، یا آنها ما را؟
در سال 2010 این سوال را با نگرانی بیشتری مطرح کرد و گفت اگر واقعا آن موجوداتی که آدم فضایی می نامیم شان، اول ما را پیدا کنند، هیچ بعید نیست سرنوشتی مشابه بومی های آمریکا در برخورد با اروپایی ها گریبان مان را بگیرد و همه خوب می دانیم که چه به روز سرخپوست ها آمد! با اینکه هاوکینگ تقریبا با اطمینان از وجود حیات فرازمینی سخن می گفت، اما فرضیات بازدید این موجودات از زمین را رد ک رده بود و می گفت اگر بازدیدی صورت می گرفت، واضح تر از این بود که بخواهیم دنبال نشانه هایش بگردیم.
هوش مصنوعی
هوش مصنوعی به جز فیلم های اسپیلبرگ، موضوع بسیاری از مجامع علمی هم بوده است و صد البته که چنین مساله ای از رادار هاوکینگ خارج نشده است. سال گذشته هاوکینگ در یک سخنرانی در دانشگاه کمبریج در مورد هوش مصنوعی گفت که این فناوری یا بهترین اتفاق در تاریخ بشریت خواهد بود یا بدترین؛ حد میانه ای وجود ندارد و از مجامع دانشگاهی که مشغول مطالعه آینده هوش مصنوعی بودند، تقدیر کرد؛ چراکه به گفته او آگاهی از این موضوع برای نوع ما حیاتی است. هاوکینگ همیشه با نوعی احتیاط با مقوله هوش مصنوعی روبرو می شد و می گفت که بشریت با این کار ممکن است معمار نابودی خود شود. به گفته هاوکینگ ما نمی دانیم که مغزمان وقتی با این فناوری تغییر کند چه رویکردی نشان خواهد داد.
معلم و دانشمند
از سال 1988، استیون هاوکینگ همزمان با کار روی گرانش کوانتومی به همراه دانشجویانش، به مسائل دیگری هم وارد شد. او در این سال کتاب «تاریخچه مختصر زمان» را نوشت. این موضوع دستمایه یکی از شوخی های سریال «بیگ بنگ تئوری» است؛ جایی که یکی از شخصیت ها در توصیف هاوکینگ می گوید: «همان عمو ویلچریه که زمان رو اختراع کرده». اما او زمان را اختراع نکرده بود و این کتاب تنها تلاشی برای ترویج دانش و البته ایده های خودش درباره جهان، بین مردم است.
کتابی که به بیش از 40 زبان ترجمه شد و میلیون ها نفر در سراسر جهان آن را خوانده اند. «راجر پن روز» عقیده دارد، صراحت و موجز بودن کلام هاوکینگ که شاید بر اثر محدودیت هایش بود، بر اثرگذاری این کتاب افزوده است. او می گوید که هاوکینگ به صورت مستقیم سراغ مسائل می رود و در جملاتی کوتاه و مشخص به توضیح آنها می پردازد؛ گرچه وضعیت جسمی نویسنده هم اذهان مردم را به خود جلب می کرد. ترویج دانش و علاقه مند کردن مردم به آن از اهداف اصلی هاوکینگ برای نوشتن کتاب هایی این چنین بود.
اما در کنار این موضوع، هزینه های بسیار زیاد تامین امکانات برای او هم مطرح بود. اگر قرار بود او در سمیناری شرکت کند، برگزار کنندگان باید تغییرات چیزهای زیادی را مدنظر قرار می دادند. نه تنها انتقال او کاری هزینه بر بود که صرف حضورش به افزایش چند برابری جمعیت شرکت کننده در برنامه ها منجر می شد که هزینه های اضافه ای در بر داشت. یکی از مشکلات همیشگی پیدا کردن سالن کنفرانسی آنقدر بزرگ بود که بتواند جمعیت مشتاق شنیدن حرف های هاوکینگ را در خود جای دهد. همچنین باید تمامی مسیرها، پله ها و راه های دسترسی مورد بازبینی و تعمیر قرار می گرفت تا برای معلولان و خصوصا خود هاوکینگ قابل استفاده باشند.
خنک آن قماربازی...
دنیای خوره کتاب های دانشمند آنقدرها هم که ما فکر می کنیم خالی از سرگرمی و خبر نیست. اگر ما با شکستن استخوان جناق، سر جوراب یا از این دست چیزها شرط می بندیم، کیهان شناس ها مثلا بوزون هیگز را دستمایه شرط بندی می کنند و البته مبلغش هم بسیار بیشتر از یک جفت جوراب ناقابل خواهد بود. استیون هاوکینگ هم از این قاعده مستثنی که نبود هیچ، از قضا معمولا شرط های علمی پرسروصدایی با همکاران و رقبایش می بست. یکی از اولین شرط بندی های او در سال 1975 با همکار کیهان شناسش، کیپ تورن بود.
موضوع شرط ماهیت یک منبع تابش اشعه ایکس به نام سیگنوس X1 بود که هاوکینگ آن را هر چیزی جز یک سیاهچاله می دانست. قرار شده بود که اگر هاوکینگ شرط را ببرد و این منبع سیاهچاله نباشد، تورن اشتراک چهار ساله مجله پرایوت آی را به او هدیه دهد و در غیر این صورت هاوکینگ اشتراک یک ساله مجله پنت هاوس را برای تورن بخرد. در سال 1990 هاوکینگ به باخت اذعان کرد و گفت درست است که اگر سیاهچاله ها واقعا وجود نداشتند کل تحقیقاتش بی معنی می شد، اما حداقل دلخوشی بردن شرط را برایش می آوردند.
هاوکینگ باز هم در سال 1997 با کیپ تورن وارد شرط بندی شد، اما این بار با همدستی او علیه جان پرسکیل، فیزیکدان نظری آمریکایی وارد میدان شد. هاوکینگ و تورن معتقد بودند که تابش هاوکینگ در سیاهچاله باعث گم شدن اطلاعات در درون سیاهچاله می شود و پرسکیل خلاف این نظر را داشت. قرار بود در صورت باخت هر یک از طرفین، طرف بازنده یک دانشنامه به سلیقه برنده به او هدیه دهد. هر چند در سال 2004 هاوکینگ شرط بندی را لغو کرد و یک دانشنامه بیسبال به پرسکیل هدیه داد. هاوکینگ که اقبال خوبی در شرط بندی نداشت، در سال 2012 و بعد از کشف بوزون هیگز هم یکصد دلار به گوردون کین از دانشگاه شیکاگو باخت.
