Stephen Hawking: Les collections du défunt physicien seront exposées au Science Museum de Londres l’année prochaine

Stephen Hawking a sondé les limites de la compréhension humaine à la fois dans l’immensité de l’espace et dans l’étrange domaine quasi moléculaire de la théorie quantique.

En plus de plusieurs livres à succès, Hawking a également publié plusieurs articles scientifiques importants au cours d’une illustre carrière de chercheur.

À travers ses théories pionnières, le physicien légendaire a examiné les origines de l’univers et a aidé à expliquer le comportement des trous noirs.

1970 espace-temps dans les trous noirs

L’une des premières idées majeures de Hawking était de savoir comment l’espace et le temps interagissent dans les frontières brutales des trous noirs.

Les trous noirs sont des régions de l’espace qui ont un champ gravitationnel si intense qu’aucune matière ou rayonnement ne peut s’échapper.

Les objets sont si puissants qu’ils plient le temps et l’espace de manière étrange, et en 1970 Hawking a montré comment les trous noirs modifient «l’espace-temps».

« Espace-temps » est une théorie que les physiciens utilisent pour décrire la fusion tridimensionnelle de l’espace et du temps dans un continuum quadridimensionnel.

Jusque dans les années 1970, les physiciens savaient que la théorie d’Einstein permettait des «singularités» – les points auxquels l’espace-temps semblait être infiniment incurvé.

Mais il n’était pas clair si ces singularités existaient réellement ou non.

Sir Roger Penrose, physicien au Birkbeck College, a montré que les singularités existent parce qu’elles peuvent se former dans les trous noirs.

Avec Sir Penrose, Hawking a appliqué la même idée à tout l’univers en 1970.

Ils ont montré que la théorie d’Einstein prédisait une singularité dans notre passé lointain: le Big Bang.

1971-1972 Mécanique des trous noirs

Les trous noirs sont des régions de l’espace qui ont un champ gravitationnel si intense qu’aucune matière ou rayonnement ne peut s’échapper.

Leur champ est si intense qu’ils forment leur propre ensemble de lois physiques, contrairement à quoi que ce soit d’autre dans l’univers.

Hawking a conçu la deuxième loi des trous noirs, qui stipule que la surface totale d’un trou noir ne diminuera jamais.

Dans un autre travail, Hawking a soulevé la théorie «sans cheveux» des trous noirs.

Cela indique que les trous noirs peuvent être distingués par trois nombres: leur masse, leur charge et leur moment cinétique.

« Hair » dans l’idée de Hawking est une autre information qui disparaît quand elle tombe dans un trou noir.

1974-1975 Comment les trous noirs disparaissent

Hawking a montré que les trous noirs émettent de la chaleur et finissent par disparaître dans un processus très lent.

Alors qu’il faut plus de temps pour qu’un trou noir de masse solaire s’évapore la vie de notre univers, un trou noir disparaît plus rapidement.

Vers la fin de leur vie, ils dégagent de la chaleur à un rythme exponentiel, car un trou noir de taille moyenne libère l’énergie d’un million de bombes à hydrogène en seulement un dixième de seconde.

Hawking s’est appuyé sur la «théorie quantique» pour le plaisir de la découverte – la branche de la physique concernée par le fonctionnement de l’univers au niveau subatomique.

À travers ses théories pionnières, il a aidé le physicien légendaire à expliquer le comportement des trous noirs (impression d’un artiste) et à examiner les origines de l’univers.

1982 Comment les galaxies surgissent

De nombreux physiciens pensent que l’univers s’est rapidement gonflé peu de temps après le Big Bang.

Hawking a été l’un des premiers à démontrer comment les galaxies auraient pu se former lors de cette explosion dans le temps et dans l’espace.

Il a découvert que les fluctuations quantiques – de légères différences dans la distribution de la matière – se sont développées dans les galaxies qui envahissent l’univers aujourd’hui.

En effet, les fortes forces gravitationnelles ont fait adhérer le matériau.

La théorie de Hawking soutient les observations récentes de la faible lueur du Big Bang, qui a repéré le type de différences avec lesquelles Hawking a travaillé.

1983 Comment l’univers a commencé

Hawking est surtout connu pour ses tentatives de combiner deux théories de base en physique: la théorie quantique et la relativité générale d’Einstein.

Alors que la théorie quantique couvre la façon dont les petites particules subatomiques sont regroupées dans le tissu de notre univers, la relativité générale traite des objets plus grands.

Il décrit comment les galaxies, les étoiles, les trous noirs, les planètes, etc. interagissent les uns avec les autres par le biais des forces gravitationnelles.

Une grande partie du travail de Hawking s’est concentrée sur la combinaison de la théorie quantique et de la relativité générale avec la théorie de la gravité d’Einstein.

Il a suggéré que cette nouvelle théorie, connue sous le nom de gravité quantique, pourrait combler de nombreuses lacunes dans notre compréhension actuelle de la physique et de l’univers.

En 1983, le physicien s’est associé au professeur Jim Hartl de l’Université de Chicago pour proposer une « fonction d’onde de l’univers ».

Cette idée, connue sous le nom de condition de Hartle-Hawking, vise à découvrir comment l’univers a commencé grâce à la mécanique quantique.

En théorie, cela peut être utilisé pour comprendre les propriétés de l’univers qui nous entoure.

1988 Une brève histoire du temps

Le best-seller de Hawking, A Brief History of Time, s’est vendu à plus de dix millions d’exemplaires depuis sa publication en 1988.

Le livre, qui décrivait la structure, l’origine, l’évolution et le destin éventuel de l’univers, a été un succès surprenant pour un physicien relativement inconnu, restant sur la liste des best-sellers du Sunday Times pendant 237 semaines.

Hawking a écrit le livre pour des lecteurs qui n’avaient aucune connaissance de théories scientifiques.

Le physicien s’est moqué de lui-même, disant que beaucoup de ceux qui possèdent le livre ont eu du mal à comprendre sa complexité et ne l’ont jamais terminé.

Le livre a finalement propulsé Hawking vers la célébrité, le physicien publiant 15 livres ou les copubliant au total et écrivant ou jouant dans plusieurs documentaires scientifiques, émissions de télévision, films, etc.

Que s’est-il passé avant le Big Bang?

À l’époque du Big Bang il y a 13,8 milliards d’années, chaque matière de l’univers émanait d’un état individuel pour créer l’univers.

Mais les scientifiques ne sont pas sûrs de ce qui s’est passé avant cette date.

Dans une récente interview télévisée, Hawking a déclaré: « Il n’y avait rien avant le Big Bang ».

Au lieu de cela, l’espace et le temps existaient dans un état «curviligne» déformé le long d’une autre dimension.

Le physicien estime que le Big Bang était une formation de ce que nous considérons maintenant comme le temps parce que l’événement a enfreint les lois de la physique.

Cela signifie que tout ce qui l’a précédé ne pouvait pas être appliqué à notre compréhension du temps et de l’existence.

Écrit par Harry Pettitt, correspondant scientifique et technologique