Stephen Hawking

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Stephen William Hawking
Premio Wolf Premio Wolf fisica 1988

Stephen William Hawking (Oxford, 8 gennaio 1942) è un matematico, fisico e cosmologo britannico, fra i più importanti e conosciuti del mondo, noto soprattutto per i suoi studi sui buchi neri.

Pur essendo condannato all'immobilità dall'atrofia muscolare progressiva (e non, come si è pensato per lungo tempo, dalla sclerosi laterale amiotrofica), ha occupato la cattedra lucasiana di matematica[1] all'Università di Cambridge (la stessa che fu di Isaac Newton) per trent'anni, dal 1979 al 30 settembre 2009[2]. È membro della Royal Society, della US Society, della Pontificia Accademia delle Scienze[3] e del Mensa.

Nel 2009 ha ricevuto la Medaglia presidenziale della libertà, la più alta onorificenza degli Stati Uniti d'America, conferitagli dal presidente Obama[4][5]

Indice

[modifica] Biografia

Hawking il 5 maggio 2006, durante la conferenza stampa alla Bibliothèque nationale de France per inaugurare il Laboratorio di Astronomia e Particelle di Parigi
Esperienze di volo a gravità zero, nella prospettiva di un viaggio nello spazio offertogli dalla Virgin Galactic di Richard Branson

Stephen Hawking nasce, come ama ricordare, 300 anni dopo la morte di Galileo Galilei; già durante l'infanzia manifesta l'interesse per l'universo, alimentato dalle discussioni con i compagni e gli amici.

« Una delle cose di cui parlavamo era l'origine dell'universo e se ci fosse stato bisogno di un Dio per crearlo e per metterlo in movimento. Avevo sentito dire che la luce proveniente da galassie lontane è spostata verso l'estremo rosso dello spettro e che questo fatto dovesse indicare che l'universo è in espansione (uno spostamento verso l'azzurro significherebbe che esso è in contrazione). Ero sicuro che dovesse esserci qualche altra ragione per lo spostamento verso il rosso. Forse nel suo viaggio verso di noi la luce si affaticava, e quindi si spostava verso il rosso. Sembrava molto più naturale un universo essenzialmente immutabile ed eterno. »

All'età di tredici anni viene colpito da una serie di febbri ghiandolari, che a parere dei medici rappresentano solo scompensi propri della crescita. Successivamente, durante il periodo universitario, inizia ad avvertire i primi sintomi della malattia che lo affliggerà negli anni a venire, ma ciò non influisce sul corso degli studi, che vede il conseguimento, a vent'anni, della laurea e la prosecuzione dello studio dei buchi neri, della relatività e dell'origine dell'universo.

Poco dopo il suo arrivo a Cambridge nel 1963, le crescenti difficoltà ad usare le mani lo convincono a sottoporsi ad accertamenti (vengono eseguite una mielografia e una biopsia muscolare), e la diagnosi è una malattia degenerativa dei motoneuroni che ne compromette la funzione di governo della contrazione muscolare (in particolare si pensa allora alla sclerosi laterale amiotrofica[6][7]). Egli tuttavia prosegue gli studi e successivamente sposa Jane Wilde, dalla quale avrà tre figli.

Nel periodo che va dal 1965 al 1970 elabora alcune teorie che spiegano l'evoluzione dell'universo. Nel 1970 compie studi sui buchi neri che lo porteranno alla stesura del suo "capolavoro" e best seller Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo, pubblicato nel 1988.

Nel 1976 viene nominato titolare della cattedra lucasiana di matematica a Cambridge. Negli anni che seguono resta completamente immobilizzato.

Nel 1986 viene nominato membro della Pontificia Accademia delle Scienze.[8]

Nel 1985 viene colpito da una seria polmonite che richiede il confezionamento di una tracheostomia, in conseguenza della quale perde la funzione vocale. Un tecnico di Cambridge costruisce per lui un sintetizzatore vocale, che trasforma in suono ciò che Hawking scrive su un apposito computer. In questo modo riesce a comunicare, sebbene molto lentamente con una frequenza di non più di quindici parole al minuto.[9]

[modifica] Ricerche

I principali campi di ricerca di Hawking sono la teoria cosmologica e la gravità quantistica.

Verso la fine degli anni sessanta, con il suo amico e collega di Cambridge Roger Penrose, ha applicato un nuovo modello matematico complesso dedotto dalla teoria della relatività generale.[10] Ciò lo ha condotto a dimostrare nel 1971 il primo di molti teoremi che forniscono un insieme di circostanze sufficienti per l'esistenza delle singolarità gravitazionali nello spaziotempo. Questo lavoro ha indicato che, lontano da essere mera e isolata curiosità matematica, le singolarità sono una caratteristica ragionevole e non occasionale della relatività generale.[11]

Insieme a Brandon Carter, W. Israel e D. Robinson, ha fornito la prova matematica del teorema dell'essenzialità (No-Hair Theorem) di John Archibald Wheeler, cioè che i buchi neri sono caratterizzati solamente da tre proprietà: la massa, il momento angolare e la carica elettrica. Con Bardeen e Carter, ha inoltre proposto le quattro leggi della termodinamica dei buchi neri, in analogia con la termodinamica classica.

Ha anche suggerito, analizzando le emissioni dei raggi gamma dopo il Big bang, che mini buchi neri primordiali si dovrebbero essere formati istantaneamente

Il presidente degli USA Obama insieme a Hawking nella Casa Bianca per conferirgli la medaglia presidenziale della libertà (agosto 2009)

Nel 1974 ha dimostrato che, dal punto di vista termodinamico, i buchi neri sono corpi neri e sono descritti dalle leggi della termodinamica: posseggono cioè una temperatura e un’entropia definite dal loro campo gravitazionale e dalla loro superficie. Di conseguenza dovrebbero irradiare particelle subatomiche. Questa irradiazione, nota come radiazione di Hawking, dovrebbe portare alla progressiva diminuzione di massa del buco nero, fino alla sua cosiddetta "evaporazione" completa, anche se ancora non è chiaro il possibile risultato finale di tale processo.[12]

In collaborazione con Jim Hartle, ha sviluppato dagli anni ottanta un modello cosmologico in cui l'universo non ha confini nello spaziotempo, sostituendo il Big bang, inteso come singolarità iniziale, con un modello matematico che egli descrive per analogia come la regione di un polo terrestre: nessuno può viaggiare più a nord o più a sud dei rispettivi poli in quanto in tale luogo non esiste un contorno. Originariamente la nuova proposta prevedeva una forma dell'universo di tipo chiuso, ma le discussioni con Neil Turok hanno portato a concludere che la proposta di assenza di condizioni al contorno è valida anche nel caso di un universo aperto.

[modifica] Concezione religiosa

Firma di Hawking

Stephen Hawking è dichiaratamente ateo. Egli infatti sostiene che Dio non può conciliarsi con la scienza, e non è correlato col nostro mondo. Nel suo ultimo libro, The Grand Design, scritto insieme al fisico Leonard Mlodinow, ha elaborato una teoria cosmologica che intende spiegare l'origine dell'universo, il quale, come dichiara lo scienziato in un'intervista sul Times "non è stato creato da Dio". Anche riguardo al rapporto tra religione e scienza, Hawking sostiene che non siano conciliabili, in quanto come ha dichiarato sempre sul Times: "c'è una fondamentale differenza tra la religione, che è basata sull'autorità, e la scienza, che è basata su osservazione e ragionamento. E la scienza vincerà perché funziona."[13][14]

[modifica] Nella cultura popolare

[modifica] Televisione

L'inizio della carriera di Stephen Hawking presso l'Università di Cambridge ha ispirato il film per la televisione del 2004 Hawking, prodotto dalla BBC.

Steven Hawking ha partecipato inoltre alla realizzazione di un programma di Discovery Channel intitolato L'universo di Steven Hawking, nel quale l'astrofisico, in ogni puntata, affronta un tema sulla nascita dell'universo[15]. Il programma è costituito da tre puntate: Il big bang, I buchi neri e La nascita di stelle e pianeti. I vari filmati che illustrano i fenomeni cosmici sono realizzati della NASA[16].

La figura di Hawking è apparsa anche in numerose serie televisive:

E inoltre nel film Superhero - Il più dotato fra i supereroi.

[modifica] Cinema

Il libro "A Brief History of Time" viene citato più volte ed è di importanza fondamentale per la trama del film "Donnie Darko"di Richard Kelly

[modifica] Letteratura

In letteratura, nel romanzo Molto forte, incredibilmente vicino di Jonathan Safran Foer, il giovane protagonista Oskar scrive insistentemente molte lettere ad Hawking, il quale risponderà poi alla fine personalmente. In ambito musicale, la voce computerizzata del fisico compare nel brano dei Pink Floyd Keep Talking, inserito nell'album The Division Bell del 1994.

[modifica] Scritti

[modifica] Trattati scientifici

[modifica] Saggistica

Accanto ai titoli ufficiali va ricordato The Theory of Everything (2002)[17], libro non autorizzato da Stephen Hawking che raccoglie il contenuto di sette lezioni tenute a Cambridge.

La lista completa delle pubblicazioni si trova su hawking.org.uk.

[modifica] Riconoscimenti

[modifica] Onorificenze

Comandante dell'Ordine dell'Impero Britannico - nastrino per uniforme ordinaria Comandante dell'Ordine dell'Impero Britannico
— 1982
Compagno dell'Order of the Companions of Honour - nastrino per uniforme ordinaria Compagno dell'Order of the Companions of Honour
— 1989
Medaglia presidenziale della libertà - nastrino per uniforme ordinaria Medaglia presidenziale della libertà
— 2009

[modifica] Bibliografia

  • Stephen Hawking buchi neri e universi neonati (BUR Biblioteca Univ. Rizzoli) 2000
  • Stephen Hawking Dal Big Bang ai Buchi Neri (Bur) 2006
  • Kitty Ferguson Stephen Hawking - Una vita alla ricerca della Teoria del Tutto Rizzoli, 2011 ISBN 978-88-17-05337-2

[modifica] Note

  1. ^ Il nome della cattedra è dovuto al suo creatore, il reverendo e membro del Parlamento Henry Lucas (1610-1663), autore di un lascito all'Università di Cambridge per l'istituzione e il mantenimento della celebre cattedra di matematica.
  2. ^ Sito ufficiale di Stephen Hawking (in inglese)
  3. ^ Roberto Rotondo. (IT) I papi e il realismo degli scienziati. 30giorni, marzo 2009. URL consultato il ottobre 2011.
  4. ^ Hawking receives honour from Obama | UK news | The Guardian
  5. ^ «Hawking receives honour from Obama». Guardian, 13 agosto 2009. URL consultato in data 21 Dicembre 2009 location=London.
  6. ^ Si va ormai affievolendo la convinzione che Stephen Hawking sia affetto da SLA, dal momento che la durata della malattia, diagnosticatagli nel 1963, sarebbe inusualmente lunga per le sue caratteristiche. Va invece prendendo corpo l'ipotesi che la sua malattia effettiva sia la meno letale atrofia muscolare progressiva (vedi (EN)Progressive muscular atrophy).
  7. ^ In questo testo viene spiegato perché è difficile che Hawking sia effettivamente affetto da SLA (EN)Prognosis of PMA (Progressive muscular atrophy)
  8. ^ Stephen W. Hawking sul sito della Pontificia Accademia delle Scienze
  9. ^ Hawking, Stephen W.. Disability Advice
  10. ^ Origins of the universe: Stephen Hawking's J. Robert Oppenheimer Lecture. University of California, Berkeley (archiviato dall'url originale il 15 giugno 2008)
  11. ^ Hawking, Stephen, Roger Penrose (January 1970). The Singularities of Gravitational Collapse and Cosmology. Proceedings of the Royal Society A 314 (1519): 529–548. DOI:10.1098/rspa.1970.0021.
  12. ^ Hawking, SW (1974). Black Hole Explosions. Nature 248 (1): 30–31. DOI:10.1038/248030a0. URL consultato il 23 Marzo 2007.
  13. ^ Hawking: "Non fu Dio a creare l'universo". Repubblica.it, 3 settembre 2010
  14. ^ (EN)Stephen Hawking: God was not needed to create the Universe. Telegraph.co.uk, 2 settembre 2010
  15. ^ L'universo di Stephen Hawking - Mondo e Tendenze - Scienza - Guida TV Sky - Sky.it
  16. ^ http://www.film.it/film/l-universo-di-stephen-hawking
  17. ^ pubblicato in Italia da Rizzoli col titolo La teoria del tutto
  18. ^ Julius Edgar Lilienfeld Prize. American Physical Society. URL consultato il 29 agosto 2008.
  19. ^ Oldest, space-travelled, science prize awarded to Hawking. The Royal Society, 24 agosto 2006. URL consultato il 29 agosto 2008.
  20. ^ Fonseca Prize 2008. University of Santiago de Compostela. URL consultato il 7 agosto 2009.

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