Ilmu yang membuat Stephen Hawking terkenal

Fisikawan teoritis Cambridge adalah salah satu ilmuwan paling terkenal di dunia, tapi bagaimana dengan penemuannya?

Ketenarannya di antara para periset didasarkan pada serangkaian penelitian yang menorehkan teori gravitasi Albert Einstein yang hebat, relativitas umum, dengan dunia mekanika kuantum yang aneh, yang biasanya diterapkan pada hal-hal kecil seperti atom dan molekul.

Apa yang Hawking berakhir dengan adalah deskripsi lubang hitam yang bisa merebus diri mereka dari eksistensi, dan persamaan yang menggambarkan seluruh sejarah Alam Semesta dalam sapuan tunggal.

Penemuan Hawking yang paling penting
Dengan ahli matematika Oxford Roger Penrose, dia menunjukkan bahwa jika ada Big Bang, itu pasti dimulai dari titik kecil yang tak terbatas – singularitas.

Lubang hitam memancarkan energi yang dikenal sebagai radiasi Hawking, sekaligus berangsur-angsur kehilangan massa. Hal ini disebabkan efek kuantum di dekat tepi lubang hitam, sebuah wilayah disebut cakrawala peristiwa

Ia meramalkan adanya lubang hitam mini pada saat Big Bang. Lubang hitam kecil ini pasti sangat panas, menumpahkan massa sampai mereka lenyap – berpotensi mengakhiri hidup mereka dalam sebuah ledakan dahsyat.
Pada tahun 70an, Hawking mempertimbangkan apakah partikel dan cahaya yang memasuki lubang hitam hancur jika lubang hitam tersebut menguap. Awalnya Hawking mengira “informasi” ini hilang dari alam semesta. Namun fisikawan AS Leonard Susskind tidak setuju. Gagasan ini kemudian dikenal sebagai paradoks informasi. Pada tahun 2004, Hawking mengakui bahwa informasi tersebut harus dilestarikan.

Dengan fisikawan James Hartle, ia mencoba menggambarkan sejarah kosmos dalam satu ekspresi matematis. Tapi teori kuantum menunjukkan bahwa perbedaan antara ruang dan waktu tidak jelas. Akibatnya, proposal tersebut menunjukkan tidak ada gunanya menanyakan apa yang terjadi sebelum Big Bang.

Obsesinya dengan lubang hitam
Film pertama Hawking yang menjadi publikasi sains adalah sebagai mahasiswa di tahun 1960an ketika dia hanya memiliki isyarat pertama penyakit motor neuron yang akan menjadi bagian besar dari hidupnya.
Dengan ahli matematika Oxford Roger Penrose, dia menunjukkan bahwa jika ada Big Bang, itu pasti dimulai dari titik kecil yang tak terbatas – dalam bahasa fisikawan, sebuah “singularitas”.

Pada waktu itu, ketika masih sepi afterglow Big Bang (radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik) baru saja terdeteksi di langit, ahli kosmologi lain berharap untuk sesuatu yang kurang radikal daripada gagasan tentang seluruh alam semesta yang muncul dari ketiadaan.

Bersama-sama, Hawking dan Penrose menunjukkan pencarian jawaban yang lebih lembut tidak ada harapan.

Membuat lubang hitam hilang
Usaha Hawking berikutnya, pada 1970-an, adalah untuk menunjukkan bahwa lubang hitam tidak hitam sama sekali, namun sebenarnya, seperti judul satu kertas yang menaruhnya, “putih panas”.

Lubang hitam adalah monster utama relativitas umum. Pertama dikandung dan dinamai oleh John Wheeler, mereka adalah wilayah ruang yang begitu padat sehingga segala sesuatu di dalam wilayah mereka runtuh ke satu titik – contoh lain dari singularitas.

Pada saat itu, tampak konyol bahwa gorgon gravitasi ini ada kaitannya dengan teori mekanika kuantum yang rumit, yang dirancang untuk menjelaskan cahaya dan orbit elektron dalam atom.

Dengan Roger Penrose, Hawking menunjukkan bahwa Big Bang pasti sudah dimulai dari titik yang sangat kecil
Tapi Hawking menunjukkan sebaliknya. Sebenarnya, teori kuantum benar-benar mengubah nasib lubang hitam.
Di pinggirannya, Hawking mendemonstrasikan, lubang hitam akan menciptakan dan memancarkan partikel baru karena undang-undang ini, kehilangan energi, dan karenanya kehilangan massa (ingat persamaan Einstein E = mc²).

Ini akan membawa lubang hitam waktu yang sangat lama untuk menguap dengan cara ini, namun pada saat-saat terakhir Hawking mengatakan akan berakhir dalam ledakan energi yang setara dengan satu juta megaton bom hidrogen.

Ketika Large Hadron Collider dibuka di pedesaan Swiss / Prancis di luar Jenewa, ada harapan bahwa akselerator partikel mungkin bisa menciptakan lubang hitam mikroskopis dan karenanya membuktikan gagasan Hawking.

Hadiah Nobel akan menjadi sebuah kepastian. Tapi LHC belum melihat apa-apa.

Penjelasan untuk alam semesta
Setelah menangani satu lubang hitam, Hawking mengalihkan perhatiannya ke Alam Semesta secara keseluruhan – wadah gravitasi yang paling tak terhindarkan.

Hukum ilmu kuantum sama berlaku untuk lubang hitam yang lenyap, terutama pada saat pertama, Big Bang.
Sementara periset lain berjuang untuk menggambarkan momen singkat dalam kehidupan sebuah molekul dengan menggunakan undang-undang kuantum, Hawking menunjukkan bahwa memungkinkan untuk merangkum keseluruhan sejarah Semesta secara keseluruhan dalam satu ekspresi matematis – “The Wavefunction of the Universe”, saat ia memanggil saya.

Karena ungkapan itu mandiri – dimulai pada keistimewaan pada awal waktu dan ditutup oleh orang lain di akhir zaman, dan jika perlu, sejarah dapat bangkit bolak-balik antara kedua buku ini berakhir.

Tidak perlu, memang tidak ada gunanya, untuk bertanya apa yang terjadi sebelum Big Bang. Alam Semesta yang ada akan menjelaskan dirinya sendiri dengan syaratnya sendiri.

Prof Stephen Hawking telah meninggal pada usia 76 tahun.

Dikutip dari: http://www.bbc.com/news/science-environment-43399340