BM: Vì sao Stephen Hawking 'là người Anh vĩ đại'?

Stephen Hawking đã giúp nhân loại mở rộng hiểu biết về vũ trụ.

Nói đến Stephen Hawking, chúng ta có lẽ đều biết đến quyển sách Lược sử Thời gian ("Brief History of Time").

Trong sự nghiệp khoa học của mình, ông đã nhận được rất nhiều sự kính trọng từ các đồng nghiệp khoa học và công chúng.

Ông được bầu đứng thứ 25 trong số những người Anh vĩ đại nhất trong lịch sử theo số liệu thăm dò năm 2002. Trong danh sách này ông đứng sau các nhà khoa học Richard Darwin, Isaac Newton, Alexander Fleming, Alan Turing và Michael Faraday.

Ông là một trong những người trẻ nhất được bầu viện sĩ tại Anh năm 32 tuổi, chỉ sau W H Fox Talbot được bầu viện sĩ năm 31 tuổi năm 1831.

Stephen Hawking là một người rất cá tính, có lẽ nhiều người trong chúng ta vẫn nhớ cảnh ông bay vào vũ trụ với trạng thái không trọng lượng.

Về khoa học, ông là người tin và đánh cá rằng hạt Higg sẽ không bao giờ được tìm thấy.

Cùng với Roger Penrose, ông Hawking đã đưa ra câu trả lời cho việc tạo ra điểm dị thường bởi lực hấp dẫn.

Năm 2012, khi hạt Higg được phát hiện tại CERN, ông đã nhanh chóng chấp nhận thua cuộc và là người đề xuất trao giải Nobel cho Peter Higg.

Xin điểm qua năm thành tựu khoa học nổi bật của Stephen Hawking, mà có lẽ ít được biết đến bởi công chúng:

Thứ nhất: Cùng với Roger Penrose, ông đã đưa ra câu trả lời cho việc tạo ra điểm dị thường bởi lực hấp dẫn, có nghiên cứu đột phá về điểm kỳ dị của không gian, thời gian chứng tỏ sự tồn tại của nó và giả thiết rằng vũ trụ có thể bắt đầu từ một điểm dị thường.

Chúng ta đều biết các phương trình toán học của Einstein trong lý thuyết tương đối tiên đoán sự tồn tại của hố đen, tại đó khối lượng và lực hấp dẫn là vô hạn, tạo ra các điểm kỳ dị về không và thời gian. Sự tồn tại của hố đen đã được chỉ ra từ những năm 1916 bởi Karl Schwarzschild, chỉ vài tháng sau khi lý thuyết tương đối của Einstein được công bố.

Các nghiên cứu về thuyết tương đối và hố đen, được đặc biệt chú ý và phát triển vào những năm cuối 1960's với sự phát hiện bằng thực nghiệm các sao neutron, sao lùn trắng khẳng định sự đúng đắn của thuyết tương đối. Với hố đen, ánh sáng rơi vào đó không thoát ra được, nên sự tồn tại của hố đen chỉ có thể nhìn thấy gián tiếp qua ảnh hưởng của nó tới các vật xung quanh.

Trong giai đoạn này về mặt lý thuyết rất nhiều giải pháp đã được phát triến cho hố đen. Lúc đầu, đa số các nhà khoa học nghi ngờ rằng các tính năng kỳ lạ của hố đen là không thực tế mà nó chỉ được tạo ra về mặt toán học do sự áp đặt các điều kiện đối xứng.

Cùng với Roger Penrose, Hawking chứng minh sự tồn tại của nó là có thực và giả thiết rằng vũ trụ có thể bắt đầu từ một điểm dị thường.

Stephen Hawking đã 'thay đổi góc nhìn của chúng ta về vũ trụ'

Thứ hai: Với James Bardeen và Brandon Carter, Stephen Hawking khám phá ra luật của cơ học hố đen tương tự như các luật của nhiệt động lực học. Tác phẩm của ông mang tên "Black Holes" đã giành được giải thưởng Gravity Research Foundation có uy tín.

Thứ ba: Lý thuyết các hố đen phát ra bức xạ Hawking.

Trước đây các nhà vật lý tin rằng không có gì có thể thoát được một hố đen. Năm 1974, Hawking cho thấy các hố đen phát ra bức xạ cho đến khi chúng cạn kiệt năng lượng và bay hơi.

Dự đoán của Hawking về bức xạ Hawking ban đầu đã tạo ra một cuộc tranh cãi nhưng nghiên cứu sâu hơn đã được coi là bước đột phá quan trọng trong lý thuyết vật lý.

Hawking đề xuất rằng thời gian không tồn tại trước Big Bang và do đó khái niệm về sự khởi đầu của vũ trụ là vô nghĩa.

Thứ tư: Ông đã đóng góp cho lý thuyết về sự giãn nở vũ trụ (cosmic inflation)

Được đưa ra bởi Alan Guth vào năm 1980, giãn nở vũ trụ là một lý thuyết đã được chấp nhận rộng rãi. Hawking là một trong những người đầu tiên tính toán các biến động lượng tử đã được tạo ra trong giãn nở vũ trụ và cho biết làm thế nào chúng có thể làm tăng sự lan rộng của các thiên hà trong vũ trụ.

Thứ năm: Cùng với James Hartle năm 1983, Hawking đề xuất rằng thời gian không tồn tại trước Big Bang và do đó khái niệm về sự khởi đầu của vũ trụ là vô nghĩa.

Theo Hartle-Hawking, vũ trụ không có bắt đầu vì nó không có ranh giới ban đầu trong thời gian hoặc không gian. Hiện nay lý thuyết này vẫn là một trong những lý thuyết nổi bật nhất về trạng thái ban đầu của vũ trụ.

Tóm lại, trong sự nghiệp khoa học của mình, Stephen Hawking đã có những đóng góp vô cùng quan trọng cho sự hiểu biết của con người về vũ trụ.

Bằng những ngôn ngữ dễ hiểu, cá tính của ông, cũng như sự quyết tâm của ông chiến thắng bệnh tật đã mang đến niềm đam mê khoa học trong cộng đồng trên toàn thế giới.

TS Lê Đức Tùng