Am 8. Januar 1942 wurde der theoretische Kosmologe, Autor und vor allem Physiker Stephen Hawking in Oxford geboren. Sein Buch “Eine kurze Geschichte der Zeit” wurde zum Bestseller und seine Arbeiten zu Schwarzen Löchern sind weltbekannt. Er gilt als einer der größten Wissenschaftler weltweit und wurde unter anderem mit der “Presidential Medal of Freedom”, der Copley-Medaille der Royal Society und der Goldmedaille der RAS ausgezeichnet. Hier erfahrt ihr mehr über seine wichtigsten Beiträge zur Wissenschaft!

1. Hawking half, die vier Gesetze zur Schwarzen-Loch-Mechanik zu entdecken

Stephen Hawking entdeckte zusammen mit Brandon Carter und James Bardeen die vier Gesetze zur Schwarzen-Loch-Mechanik. Diese vier Gesetze passen zu den Gesetzen der Thermodynamik und werden vermutlich auch von Schwarzen Löchern erfüllt.
Der Aufsatz “Schwarze Löcher” wurde im Januar 1971 mit dem Preis der Gravity Research Foundation ausgezeichnet.

2. Bahnbrechende Entdeckungen zur Singularität

Der Begriff “Singularität” bezeichnet einen eindimensionalen Punkt, welcher einen unendlich kleinen Raum enthält, jedoch eine unendliche Masse besitzt. Eine Singularität besitzt eine unendliche Schwerkraft, wodurch auch die Raum-Zeit-Krümmung unendlich ist. In der Singularität hören alle bekannten Gesetze der Physik auf zu existieren. Zusammen mit Roger Penrose hat Stephen Hawking die Singularität bewiesen. Zudem haben sie eine Theorie vorgestellt, nach der das Universum als Singularität begonnen hat. Mit ihren Penrose-Hawking-Singularitätstheoremen versuchten sie zu beantworten, wann Singularitäten durch Gravitation erzeugt werden.

3. Arbeit an der Theorie der kosmischen Inflation

Die Theorie der kosmischen Inflation wurde 1980 von Alan Guth entwickelt und besagt, dass das Universum sich seit dem Urknall exponentiell ausbreitet, bis es sich an einem gewissen Punkt verlangsamt. Die Theorie wird heutzutage von der Wissenschaft als wahr betrachtet. Stephen Hawking beschäftigte sich mit den Quantenfluktuationen, die während der kosmischen Inflation entstehen. So konnte er zeigen, wie die Fluktuationen zur Ausbreitung des Universums führen.

4. Die Hawking-Strahlung

Ursprünglich ging man davon aus, dass einem Schwarzen Loch nichts entgehen kann.
Stephen Hawking konnte jedoch 1974 nachweisen, dass ein Schwarzes Loch solange Strahlung aussendet, bis seine Energie komplett erschöpft ist und es verdampft. Zunächst löste Hawking mit seiner “Hawking-Strahlung” starke Kontroversen aus, weitere Untersuchungen bestätigten seine Theorie jedoch. Heutzutage wird sie als einer der wichtigsten Durchbrüche der theoretischen Physik gefeiert.

5. Die Top-Down-Kosmologie

Die Top-Down-Kosmologie wurde 2006 von Stephen Hawking und Thomas Hertog vom CERN vorgeschlagen. Laut ihr hat das Universum nicht nur einen Anfangszustand, sondern es gäbe eine Überlagerung von möglichen Anfangszuständen. Da die Bedingungen zu Beginn des Universum nicht bekannt seien, könne man nicht von ihnen ausgehend arbeiten. Eine “Bottom-Up-Kosmologie” sei also nicht möglich. Es muss stattdessen vom jetzigen Zustand zurück geforscht werden. Diese Theorie verträgt sich auch gut mit der Stringtheorie und wurde sehr populär.

6. Der Anfangszustand des Universums

1983 veröffentlichten James Hartle und Stephen Hawking das Modell des Hartle-Hawking-Zustands. Nach diesem Modell existierte die Zeit vor dem Urknall nicht, weshalb ein Konzept über den Anfang des Universums nicht von Bedeutung wäre. Das Universum nach dem Hartle-Hawking-Zustand kann keinen Anfang besitzen, da es ohne Raum und Zeit keine anfänglichen Grenzen hat. Bis heute ist ihre Theorie die am meisten anerkannte Theorie über den Anfangszustand.

7. Weitere populäre Bücher

Hawking veröffentlichte nach “Eine kurze Geschichte der Zeit” noch weitere Bücher, die sich ebenfalls mit großer Popularität auszeichnen. Zu ihnen gehören beispielsweise “God Created the Integers” von 2005, “On The Shoulders of Giants” von 2002, “The Universe in a Nutshell” von 2001 und “Black Holes and Baby Universes and Other Essays” von 1993. Zusammen mit seiner Tochter Lucy Hawking wirkte er auch als Co-Autor an mehreren Kinderbüchern mit.

8. Eine kurze Geschichte der Zeit

Stephen Hawkings Buch mit dem Originaltitel “A Brief History Of Time” erschien 1988 und wurde zum Bestseller. 10 Millionen Bücher wurden in 20 Jahren verkauft. Das Buch ist einfach geschrieben und Hawking macht seine Theorien zu schwarzen Löchern, Lichtkegeln und zum Urknall auch für den durchschnittlichen Leser verständlich. Das Buch befand sich insgesamt 237 Wochen auf der Sunday Times Bestsellerliste und steigerten Hawkings internationales Ansehen. Von den Medien wurde er sogar als “Master of the Universe” bezeichnet.

9. Laut einer Umfrage ist er einer der 100 wichtigsten Briten

Der BBC wollte 2002 in einer Umfrage herausfinden, welche Persönlichkeiten das britische Volk als die wichtigsten ansehen. Stephen Hawking landete bei dieser Umfrage auf Platz 25. Er erhielt 2006 die Copley-Medaille von der Royal Society of London und von dem damaligen US-Präsidenten Barack Obama 2009 die höchste Auszeichnung der USA, die Presidential Medal of Freedom. Zudem erhielt er den russischen Sonderpreis für grundlegende Physik im Jahr 2013, welcher auch als “Nobelpreis des 21. Jahrhunderts” gilt.

10. Etliche Auszeichnungen

Als einer der jüngsten Personen in ihrer Geschichte wurde Stephen Hawking 1974 in die Royal Society of London gewählt, kurz nach seiner Entdeckung der Hawking-Strahlung. Die Königin von England ernannte ihn 1982 zum Commander des Order of the British Empire (CBE). Er erhielt 1985 auch die höchste Auszeichnung der Royal Astronomical Society (RAS), die Goldmedaille. Die Paul-Dirac-Medaille vom Institut für Physik wurde ihm 1987 verliehen. Zudem erhielt er 1988 mit Penrose den Wolf-Preis, einen international anerkannten Preis, der in Israel verliehen wird.

Das Higgs Boson

Peter Higgs schlug 1964 das Higgs-Boson als Teil seiner Higgs-Feldtheorie vor. Dabei geriet er in einer öffentliche Debatte mit Stephen Hawking, welcher nachdrücklich wettete, dass das Higgs-Boson niemals entdeckt werden würde. Im Juli 2012 verlor Stephen Hawking diese Debatte, da das Higgs-Boson tatsächlich entdeckt wurde. 2013 erhielt Peter Higgs den Nobelpreis für Physik.