Jak mě Stephen Hawking přivedl k vědě

Bylo to zhruba před deseti lety, kdy jsem se jako šestnáctiletý kluk vypravil během výměnného pobytu v Británii do Londýnského muzea přírodní historie a v muzejním obchůdku narazil na menší knížku s nadpisem Stručná historie času. Z šedostříbrné obálky překypujícími pozitivními citáty z recenzí se na mě zubil pro mě tou dobou zcela neznámý Stephen Hawking. Nevím, jestli to byl Hawkingův úsměv nebo moje záliba v matematice a fyzice, která mne přesvědčila k věnování části omezeného rozpočtu na koupi knihy - ale svazek jsem si pořídil a okamžitě se do něj pohroužil.

Hawkingův poutavý příběh o jeho životě a vědě, ale také jeho vize dokonalé a úplné fyziky, kterou měla přinést teorie strun, pro mě byly jako magnet - a knihu jsem nakonec zhltl během několika dní. Byla to i tato kniha, kvůli které jsem se rozhodl věnovat studiu teoretické fyziky; a proč koneckonců v tomto oboru i dnes bádám. Hawking knihu vydal před třiceti lety a výhledy teoretické fyziky se od té doby zásadním způsobem posunuly, ale Hawkingův klíčový odkaz ve vědě přetrvává.

Mezi nejzásadnější Hawkingovy příspěvky teoretické fyzice jsou předpovědi ohledně chování černých děr a modelů vývoje vesmíru v Einsteinově obecné teorii relativity. Spolu s dalšími kolegy studovali formování singularit, okamžiků, kdy je nenulové množství hmoty stlačené do jediného bodu: ukázali, že tyto singularity jsou nevyhnutelnou předpovědí teorie relativity, ať už v kosmologii nebo uvnitř černých děr. Jinak řečeno, Velký třesk i černá díra v teorii relativity v sobě bezpodmínečně mají okamžiky a místa, kde je hustota hmoty nutně nekonečná, a tohle prohlášení je i díky Hawkingovi matematicky dokázané.

Tato zjištění vedla Stephena Hawkinga k pohroužení se do principů kvantové gravitace - teorie, která by měla sňatkem kvantových principů s Einsteinovou relativitou tato podivná nekonečna eliminovat. Jeden z plodů jeho práce pak bylo zjištění, že pokud spočítáme chování kvantových polí poblíž černých děr, najdeme prazvláštní mechanismus, který pomocí kvantových fluktuací „pumpuje“ energii z černé díry a vyzařuje ji ven. Kvantové fluktuace jsou totiž jakési „náhodné bublání“, které se díky kvantovým principům neustále děje i ve zcela prázdném prostoru. A je to právě toto bublání, které umožňuje vyrobit záření z prázdného prostoru a neobvyklé geometrie černé díry.

Kvantové fluktuace však nejsou spekulativní princip z televizního seriálu Star Trek, ale skutečný efekt, který například specifickým a změřeným způsobem stíní elektromagnetické pole v pokusech, jež provádíme zde na Zemi. Hawkingův výpočet tedy vlastně jen použil zcela konzervativní, relativně dobře ověřené fyzikální zákony a aplikoval je v kontextu černých děr s nečekaným výsledkem. Hawking navíc ukázal, že toto záření unikající z černé díry lze chápat jako záření horkého objektu. Černé díry tudíž nejenže nejsou jen černé, ale dokonce jsou i horké! Hlubší pochopení tohoto jevu a dalších souvisejících otázek jsou doteď jednou z velkých hádanek současné teoretické fyziky.

Díky své vědecké práci a populárnímu bestselleru Stručná historie času, ale také díky svému silnému životnímu příběhu člověka, jehož mysl triumfuje, ač jeho tělo je postižené amyotrofickou laterální sklerózou, se Hawking postupně stal čím dál známější osobností. Své role veřejného intelektuála se zhostil s chutí, a stal se nakonec tak proslulým, že je dnes fakticky synonymem pro „soudobého génia“. Jako host vystupoval v nespočetném množství televizních pořadů i seriálů, mimo jiné v Simpsonových nebo Teorii velkého třesku. A jedná se pravděpodobně o jediného současného teoretického fyzika, kterého si můžete koupit jako plastovou hračku.

Stephen Hawking pro popularizaci fyziky a sdílení svých znalostí s veřejností musel obětovat čas, který by jinak věnoval vědě. Odměnou mu však jsou lidé jako já, které pak k vědě a zvídavému přístupu k našemu vesmíru přivedl. Poděkujme mu proto ještě jednou za tuto službu, kterou definitivně ukončil ve středu ráno; v klidu a v přítomnosti své rodiny přesně v den narození Alberta Einsteina.

Autor je teoretický fyzik