تُوفي عالم الفيزياء البريطاني الشهير ستيفن هوكينغ، الذي سعى لتفسير بعض أعقد الأسئلة عن الحياة، في ساعة مبكرة من صباح الأربعاء 14 مارس/آذار 2018، عن عمر يناهز 76 عاماً.

سعى هوكينغ، بقدراته العقلية الهائلة، لمعرفة حدود الفهم البشري لكل من الفضاء المتسع، وعالَم الجسيمات دون الجزئية الغريب في نظرية الكم.

شملت أبحاث هوكينغ موضوعات عديدة؛ بدءاً من أصل الكون، وحتى احتمال الانتقال عبر الزمن إلى الغموض الذي يكتنف الثقوب السوداء في الفضاء، إلا أنه لم يفز بجائزة نوبل.

ورغم شهرة هوكينغ كشخص، فإن منجزاته العلمية لم تستحوذ على القدر نفسه من الشهرة؛ ولذلك نستعرض بعض إنجازاته العلمية فيما يلي، والتي يرتبط معظمها بمسألة الثقوب السوداء.

1- إثبات صحة نظرية أينشتاين

في عام 1970، عمل الفيزيائيون على نظرية الجاذبية لأينشتاين، ولاحظوا أن نقاط التفرد -حيث ظهر الزمكان- بدت كأنها محنيّة بلا حدود، لكنه لم يتضح ما إذا كانت نقاط التفرد هذه حقيقية أم لا. كان هوكينغ ممن أسهموا في إثبات وجود نقاط التفرد؛ ومن ثم صحة نظرية أينشتاين، مما يعني صحة نظرية الانفجار الكبير.

2- ميكانيكا الثقوب السوداء

استطاع هوكينغ، بالتعاون مع جيمس بارديين وبراندون كارتر، اكتشاف 4 قوانين، هي أساس ميكانيكا الثقوب السوداء، هذه القوانين تعتبر الأعمدة الفيزيائية لنظرية الديناميكا الحرارية.

وفي يناير/كانون الثاني عام 1971، فاز مقال “الثقوب السوداء” لهوكينغ والذي شرح فيه هذه النظرية، بجائزة مؤسسة “أبحاث الجاذبية”.

3- تلاشي الثقوب السوداء

اعتقد الفيزيائيون، وقتاً طويلاً، عدم استطاعة أي شيء الهروب من الثقوب السوداء، ولكن وبالاعتماد على نظرية الكم، أثبت هوكينغ أن الثقوب السوداء يجب أن تبعث حرارة وفي النهاية تتلاشى.

تعد هذه العملية بطيئة نسبياً إذا تعلق الأمر بالثقوب السوداء العادية، لكنها قد تأخذ وقتاً أطول بكثير إذا كانت أكبر، والعكس صحيح بالنسبة للثقوب السوداء الصغيرة التي تتبخر أسرع، وقبل تلاشي الثقوب السوداء فإنها تصدر حرارة مذهلة.

وفي أثناء تبخُّر الثقب الأسود، فإنه يُصدر إشعاعاً، عُرف لاحقاً باسم “إشعاع هوكينغ”، الاكتشاف الذي كاد يوصّل هوكينغ لجائزة نوبل، لكنه عُدّ من أهم الاختراقات العلمية.

4- أسهم في نظرية التضخم الكوني

قُدِّمت نظرية التضخم الكوني على يد ألان جوث في عام 1980، وتفترض هذه النظرية أنه عقب الانفجار الكبير، بدأ الكون في عملية التمدد بمقدار مضاعف قبل أن تهدأ، ولقيت هذه النظرية ترحاباً من معظم المجتمع العلمي.

لكن، كان هناك بعض الجوانب الناقصة بالنظرية، والتي استطاع هوكينغ إيجادها، فكان أول من يحسب التقلبات الكمومية التي أُنشئت خلال التضخم الكوني، لتوضيح عملية انتشار المجرات في الكون.

5- قدَّم نموذجاً لحالة الكون الأولى

بالتعاون مع جميس هارتل، نشر ستيفن هوكينغ نموذجاً يُعرف بـ”Hartle–Hawking state” في عام 1983، والذي يثبت أنه لم يكن هناك شيء اسمه وقت قبل الانفجار الكبير؛ ولذلك يعتبر مصطلح “بداية الكون” فارغاً من المعنى.

النموذج الذي وضعه العالمان، يعني أن الكون ليس له بداية، مما يعني أنه ليس للكون حدود مبدئية في المكان أو الزمان.