Stephen Hawking doktori dolgozata a Cambridge-i Egyetemen

Stephen Hawking doktori dolgozatát, a Properties of expanding universes, vagyis A táguló univerzumok tulajdonságai című munkát a Cambridge-i Egyetem nyílt hozzáférésű repozitóriumában tették ingyenesen elérhetővé. A dokumentumot olyan sokan akarták elolvasni, hogy az egyetem szervere nem bírta a terhelést, és átmenetileg elérhetetlenné vált.

A dolgozatot Hawking 1966-ban, 24 évesen írta Cambridge-ben, doktori kutatásának részeként. A munkában Stephen Hawking azt járja körül, hogy milyen következményekkel járna egy táguló világegyetem - az 1960-as években a táguló univerzum elmélete még viszonylag friss volt.

A doktori dolgozat Cambridge-ben

17 éves korától az oxfordi University College-ban tanult. Elhatározta, hogy kozmológiával szeretne foglalkozni, de ekkor még Oxfordban nem lehetett diplomázni belőle, így summa cum laude minősítéssel fizikából graduált. Lehetőséget kapott a választásra, és 1962-ben úgy döntött, hogy a Cambridge-i Egyetemen szerzi meg a doktori fokozatát.

Cambridge-be érkezéskor Hawkingnak még nem volt szilárd elképzelése arról, mi lesz a témája doktori dolgozatának. Mivel akkoriban maga is az állandó világegyetem elméletét fogadta el, konzulensének Fred Hoyle-t szerette volna felkérni, de a neves tudós körébe nehéz volt bekerülni, így bosszúságára a szintén kiváló, de kevésbé közismert szakembert, Dennis Sciamát kapta témavezetőnek.

Hawking utóbb úgy vélte, hogy mivel Hoyle gyakran utazott külföldre, nem sokat látta volna, Sciama segítségére viszont mindig számíthatott, ami hasznosabb volt a kutatásokra nézve. A doktori kutatás második évében kételkedni kezdett az állandó világegyetem teóriájában.

Az ősrobbanás kérdése kezdte foglalkoztatni és az ezzel kapcsolatban az első felmerülő kérdés, hogy a semmiből lehet-e valami. 1966-ban megszerezte doktori fokozatát.

Az expanding universes elméleti háttere

Az 1960-as évek elején a fizikustársadalmat megosztotta a világegyetem keletkezésének kérdése. Az egyik elképzelés szerint - amelynek egyik jeles képviselője Fred Hoyle volt - a világegyetem állandó, keletkezésének nincs kezdete és vége (steady state, azaz „állandó állapotú”).

A másik csoport elképzelése szerint az ősrobbanás volt a kezdet. Ekkoriban a rendelkezésre álló információk alapján nehéz volt dönteni, de az állandó világegyetem szemléletét több jelentős tudós vallotta magáénak, köztük Stephen Hawking konzulense, Dennis Sciama is.

Későbbi kutatások alapján a tudósok zöme az ősrobbanás-elméletet fogadta el. Munkája szempontjából meghatározó Arno Allan Penzias és Robert Woodrow Wilson 1965-ös, véletlen felfedezése, ami fontos bizonyítékkal járult hozzá az ősrobbanás-elmélethez.

A két tudós egy ultraérzékeny, hűtött mikrohullámú rádión dolgozott rádiócsillagászati megfigyelések céljából. Vizsgálataik során megmagyarázhatatlan zajra lettek figyelmesek, amely, mint kiderült, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás, azaz az ősrobbanás „visszhangja”.

Hawking cambridge-i kutatásainak fordulópontjai

1964 júniusában ismertséget szerzett a tanszéken, amikor Hoyle állandó világegyetemről tartott előadása közben felállt, és botjára támaszkodva megkérdőjelezte Hoyle elméletének egyik részét. A tudós dühösen kérdezte, hogy mégis honnan tudja, hogy hibás a levezetés, amire Hawking azt válaszolta, hogy kiszámította.

Mindenki azt hitte - köztük Hoyle is -, hogy Hawking előadás közben fejben számolta ki a bonyolult levezetést. Valójában Hoyle egyik tanítványa (aki Hawking barátja volt) már az előadás előtt megmutatta neki a kutatási anyagot, így volt ideje foglalkozni vele. Ettől kezdve pimasz zseninek könyvelték el őt.

1965-ben Hawking meghallgathatta a kiváló matematikus, Roger Penrose egyik előadását. Penrose szingularitásokról beszélt, ahol anyag tűnhet el a térben. Hawkingban felmerült a kérdés, hogy működhet-e fordítva is a dolog.

Az egész elmélet kulcsa a korábban már ismert elmélet a fekete lyukakról. Albert Einstein elmélete alapján és Penrose képletében az időirányt megfordítva bizonyította, hogy létezhet a fordítottja is a fekete lyuknak, amikor is a semmiből tör elő anyag, ahogy azt az ősrobbanás-elmélet feltételezi.

A „mindenség elméletének” kidolgozásához a fekete lyukak tanulmányozásába kezdett. Ekkor még csak elmélet volt a fekete lyukak létezése, a csillagászok még nem bizonyították létezésüket.

1971-ben felmerült, hogy talán a Cygnus X-1 mellett egy fekete lyuk található. Hawking izgatottan várta az eredményt. A mérések bizonyították a létezését, ami Hawking számára új lendületet adott.

1974-ben egy tanulmányában feltételezte, hogy a kvantummechanika szabályai szerint a fekete lyukak hőt bocsátanak ki. Ezt később „Hawking-sugárzásnak” nevezték el. Ez az elképzelés nagy felbolydulást keltett a tudomány világában és világszerte ismert lett a szakmában.

A dolgozat nyílt hozzáférésű közzététele

Stephen Hawking’s PhD thesis, ‘Properties of expanding universes’, has been made freely available to anyone, anywhere in the world, after being made accessible via the University of Cambridge’s Open Access repository, Apollo.

A 1966-os doktori értekezés a Cambridge-i Egyetem Apollo nevű nyílt hozzáférésű repozitóriumában vált hozzáférhetővé. A doktori dolgozatot Isaac Newton, James Clerk Maxwell és Albert Einstein ihlette.

Hawking bízik benne, hogy az immár nyíltan hozzáférhető munka arra fogja inspirálni az embereket, hogy nézzenek fel a csillagokra, és gondolkodjanak el a világegyetemben betöltött szerepünkön. A szakértő hozzátette, a világon mindenki számára ingyenesen elérhetővé kéne tenni a meghatározó tudósok tanulmányait.

„Azzal, hogy nyílt hozzáférést biztosítottam a PhD-dolgozatomhoz, remélem, hogy világszerte inspirációt nyújthatok az emberek számára, hogy a csillagokra nézzenek és ne le a lábaikra. Remélem, hogy az emberek el kezdenek gondolkozni a helyünkön a világegyetemben…- mondta a világhírű tudós, aki hangsúlyozta, véleménye szerint más hatalmas elmék kutatásit is elérhetővé kellene tenni.

Minden generáció az előtte járók vállán áll, ahogy fiatal PhD-hallgatóként Cambridge-ben engem is Isaac Newton, James Clerk Maxwell és Albert Einstein munkája inspirált - mondta Hawking. A kutató hozzátette, felemelő érzés látni, hogy már most mennyien érdeklődtek a tézise iránt.

A dokumentum iránti rendkívüli érdeklődés

Rögtön az első nap összeomlottak a Cambrige-i Egyetem könyvtárának szerverei, miután október 23-án, hétfőn szabadon és ingyenesen elérhetővé tették Stephen Hawking doktori értekezését, "A táguló univerzumok tulajdonságai" című művet.

A Cambrige-i Egyetem még hétfőn közölte, hogy a tudománytörténeti jelentőségű dokumentum egyből a legkeresettebb irat lett a szabad hozzáférésű könyvtárukban, ami a nap folyamán odáig vezetett, hogy összeomlottak a terhelés alatt a szerverek.

Hétfő délután hatvanezer letöltésnél járt a számláló - összehasonlításképp: a népszerűbb tudományos munkák havonta száz körüli letöltést tudnak produkálni. Az egyetem internetes adatbázisába több verziót (különböző tömörítettségű, eltérő méretű pdf file-okat) is feltöltöttek az 1966-ban írt tudományos munkából, de így sem bírták, bírják a szerverek a felfokozott érdeklődést.

Az egyes fájlok lekérése még kedden is viszonylag hosszú időt vesz igénybe. A nagyközönség számára először tették elérhetővé Stephen Hawking 1966-ban kelt, A bővülő univerzumok tulajdonságai című doktori dolgozatát.

A Cambridge-i Egyetem honlapját egyszerre olyan sokan rohamozták meg a dokumentumért, hogy az összeomlott. Stuart Roberts, az egyetem szóvivője elárulta, hogy az első 24 órában majdnem 60 ezren töltötték le az írást.

A doktori dolgozat helye Hawking életművében

Stephen William Hawking (Oxford, 1942. január 8. - Cambridge, 2018. március 14.) vezető angol elméleti fizikus. Nem csupán kiemelkedő szakmai sikerei által ismert, hanem a laikusoknak szóló ismeretterjesztési munkássága révén is azon kevés tudós közé sorolható, akik részei lettek a populáris kultúrának is, mint például Albert Einstein.

Hawkingnál 1964-ben, 22 éves korában állapítottak meg gyógyíthatatlan betegséget (amiotrófiás laterálszklerózist), és orvosai akkor csupán néhány évet jósoltak neki. Habár Hawking nem törődött az ekkor még enyhe problémával, édesanyja egy vizsgálatsorozatra küldte.

Kiderült, hogy amiotrófiás laterálszklerózisban, vagyis ALS-ben szenved. Becslésük szerint két és fél éven belül meg fog halni. Hawkinget és családját lesújtotta a hír.

Orvosai tanácsára visszatért kutatásaihoz, de a betegség tudata elnyomta figyelmét. Fennállt a lehetősége, hogy meg sem éri a doktori cím megszerzését, ezért belevetette magát a munkába.

1968-ban a Cambridge-i Asztronómiai Intézet tagja lett. 1968-ban elveszítette a járásképességét, és 1969-től kerekesszéket használt, 1971-től már nem volt képes írni sem.

1977-ben professzorként tért vissza Cambridge-be. 1979-ben tizenhetedikként megkapta a Cambridge-i Egyetem Lucas-professzora címet, amelyet korábban Isaac Newton is viselt. Egészen 2009-es nyugdíjazásáig maradt ebben a tisztségben.

A tudományos kommunikáció és a kisegítő technológia

Miután Hawking beszédhangja kezdett eltorzulni, ezután már csak a beszédét értő személy tolmácsolásával tudott előadásokat tartani. Így diktálta le tanulmányait is.

1985-ben egy genfi utazás során tüdőgyulladást kapott és szervezete összeomlott. Az életét megmentő gégemetszés miatt elveszítette beszédképességét.

Több, a kommunikációt segítő megoldást kipróbáltak, végül egy Walt Woltosz által fejlesztett gép vált be. Ennek segítségével - az éppen hogy minimális ujjmozgásra képes - Hawking mindössze egy kapcsoló mozgatásával tudott szöveget szerkeszteni, és egy másik készülék segítségével azokat kimondatni.

Így a kommunikációja gördülékenyebb lett, mint a beavatkozás előtt volt. Egyre több szakember állt a segítségére. Egy végzős hallgatókból álló csoport végezte az útmutatásai alapján a számításait.

A brit elméleti fizikus egyik levelében - amit 1986-ban, légcsőműtéte után írt szüleinek az írott szöveget megszólaltani képes számítógépével - arról számolt be, hogy számítógépének hangja a brit Ki vagy doki? sci-fi kultsorozat földönkívüli dalekjének beszédéhez hasonlít "némi amerikai akcentussal".

Az ismeretterjesztő életmű

Az idő rövid történetét (A Brief History of Time), amely laikusok számára magyarázza el a téridő elméletét, 1982-ben kezdte el írni. Az 1988-ban megjelent könyv kiemelkedő sikert ért el.

Négy évig volt a londoni Sunday Times best-seller listájának élmezőnyében. A művet több mint negyven nyelvre fordították le és világszerte harmincmillió példány kelt el belőle.

E könyv révén vált a tömegek előtt is ismert tudóssá. Mivel sokan még ezt is nehezen érthető könyvnek találták, 2001-ben megírta a „Világegyetem dióhéjban” (The Universe in a Nutshell) című könyvét.

Még közérthetőbb stílusban íródott a 2005-ben megjelent „Az idő még rövidebb története” (A Briefer History of Time). Ez a könyv „Az idő rövid története”-ének átdolgozott és kibővített változata.

2004-ben egy dublini konferencián, mások kutatási eredményének hatására visszavonta a fekete lyukakról szóló - a kvantummechanika szabályainak ellentmondó - azon nézetét, miszerint az anyag elveszne benne. Hawking továbbra is arra törekedett, hogy a "Mindenség elméletével" egyesítse a „kicsi” (kvantum) és a „nagy” (kozmológia) fizikáját.

Stephen Hawking tudományos és személyes archívuma

Elkészült Stephen Hawking tudományos és személyes archívumának katalogizálása, és a teljes anyagot, köztük a néhai tudós családjának írt leveleit hozzáférhetővé tették a Cambridge-i Egyetem könyvtárában.

Családja 2021-ben Hawking hagyatékának jelentős részét a brit államnak adományozta. Most készült el tudományos és személyes archívumának teljes katalógusa, és az anyag kutathatóvá vált a Cambridge-i Egyetem könyvtárában.

A tudós levelezésében olvashatók azok az írások is, amelyekben számos ügyért emelt szót, egyebek mellett a fogyatékossággal élők jogaiért, például a londoni Királyi Operaház akadálymentesítéséért és a nukleáris leszerelésért.

A Hawking munkásságával kapcsolatos több tízezer oldalnyi szöveg mellett fotók, filmjeinek és tévésorozatainak forgatókönyvei, továbbá a tisztelőitől, köztük a pápáktól, államfőktől és a közönségtől kapott ajándékok is szerepelnek a 113 doboznyi archív anyagban.

Az archívum egyedülálló forrás lesz a Hawking tudományos munkássága és tudományos élete, személyes élete, a tudományos ismeretterjesztés, a fogyatékossággal élők jogai, a kisegítő technológia eszközei és a hírességek iránt érdeklődő kutatók számára - mondta el az archívum katalogizálásán 28 hónapon át dolgozó Susan Gordon.

A katalógus elkészültével és az anyagok hozzáférhetővé tételével egyidejűleg egy válogatás is megjelent a tudós tanulmányaiból a londoni Tudományos Múzeum folyóiratában.

A Cambridge-i Egyetem és Hawking öröksége

A múzeumban egyébként 2022 óta megtekinthető Hawking egykori dolgozószobája, és mintegy ezer személyes relikviája, amelyet a múzeum 2021-ben a Cambridge-i Egyetemtől kapott meg.

A londoni Science Museumban állítják ki Hawking cambridge-i egyetemi irodáját néhány kiválasztott ereklyével. Láthatóak lesznek egyebek között a tudós egyedi gyártású kerekesszékei, beszédszintetizátora, irodai bútorai.

A brit elméleti fizikus 2018. március 14-én, 76 éves korában hunyt el. A gyászszertartást ötszáz meghívott, köztük Hawking három gyermeke, Lucy, Robert és Tim, más családtagjai, valamint barátai és egykori kollégái jelenlétében tartották a Cambridge-i Egyetem Great St. Mary's nevű kápolnájában.

Hawking e kollégium tagja volt több mint 50 évig és három évtizedig ugyanazt a XVII. században létrehozott, tekintélyes matematikaprofesszori tisztséget - Lucasian Professor - töltötte be, mint nagy tudós elődje, Sir Isaac Newton.

Stephen Hawking hamvait júniusban a londoni Westminster-apátságban helyezik örök nyugalomra, Newton síremlékének közvetlen közelében.

Stephen Hawking doktori dolgozatának cambridge-i közzététele egyszerre kapcsolja össze a fiatal kutató kozmológiai kérdéseit, a tudományos nyílt hozzáférés gyakorlatát és egy olyan életmű örökségét, amelynek dokumentumai ma már a kutatók és a nagyközönség számára is hozzáférhetők.

tags: #cambridgei #egyetem #stephen #hawking #dolgozata