สตีเฟน ฮอว์กิง

โดย วรเชษฐ์ บุญปลอด

วันพาย ซึ่งตรงกับวันที่ 14 มี.ค. 2561 (กำหนดเป็นวันพายเนื่องจากใกล้เคียงกับค่าคงตัวทางคณิตศาสตร์ ซึ่งมีค่า 3.14… แทนด้วยตัวอักษรพายในภาษากรีก) และเป็นวันคล้ายวันเกิดของแอลเบิร์ต ไอน์สไตน์ วงการวิทยาศาสตร์สูญเสียนักฟิสิกส์ชั้นนำคนหนึ่งของโลกในยุคปัจจุบัน เมื่อ สตีเฟน ฮอว์กิง นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษที่มีผลงานเด่นด้านทฤษฎีเกี่ยวกับหลุมดำและเอกภพวิทยา ผู้เป็นแรงบันดาลใจให้หลายคนสนใจฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ได้ถึงแก่กรรมอย่างสงบขณะมีอายุได้ 76 ปี

สตีเฟน ฮอว์กิง เกิดเมื่อวันที่ 8 ม.ค. ปี ค.ศ. 1942 เป็นวันครบรอบ 300 ปี แห่งการถึงแก่กรรมของ กาลิเลโอ กาลิเลอี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี ผู้ได้ชื่อว่าเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญที่ได้นำพาโลกก้าวเข้าสู่วิทยาศาสตร์ยุคใหม่ ภาพที่ผู้คนจดจำฮอว์กิงคือภาพของชายใส่แว่นนั่งอยู่บนรถเข็น แขนสองข้างวางประสานกันข้างหน้า เนื่องจากเขาเป็นโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือเอแอลเอส เกิดจากความผิดปกติของเซลล์ประสาทนำคำสั่ง ส่งผลให้กล้ามเนื้ออ่อนแรงเนื่องจากขาดเซลล์ประสาทมาควบคุม ผู้ป่วยไม่สามารถใช้แขนขาได้ตามปกติ หายใจลำบาก สูญเสียความสามารถในการเขียนและพูด ซึ่งโดยเฉลี่ยผู้ป่วยจะเสียชีวิตภายในไม่กี่ปีหลังเริ่มมีอาการ ส่วนใหญ่เนื่องจากระบบหายใจล้มเหลวและการติดเชื้อในปอด แต่ฮอว์กิงซึ่งเริ่มเป็นโรคนี้เมื่ออายุ 21 ปี มีการเสื่อมของเซลล์ประสาทช้ากว่าที่คาดไว้ และสามารถใช้ชีวิตยืนยาวมาถึงอายุ 76 ปี ได้อย่างน่าทึ่ง ถึงแม้ร่างกายจะไม่อำนวย แต่ฮอว์กิงยังคงสามารถใช้สมองและสื่อสารผ่านเครื่องสังเคราะห์เสียงพูด

ฮอว์กิง เคยดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ลูเคเซียนด้านคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเป็นตำแหน่งเดียวกับที่ เซอร์ไอแซก นิวตัน เคยเป็นมาแล้ว เขามีผลงานวิชาการอันโดดเด่นด้านฟิสิกส์ทฤษฎีซึ่งอธิบายธรรมชาติของหลุมดำ เมื่อครั้ง
ยังเรียนอยู่ ฮอว์กิงมีความสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งเสนอโดยไอน์สไตน์และวิชาเอกภพวิทยา เขาได้รับแรงบันดาลใจจากทฤษฎีของโรเจอร์ เพนโรส เกี่ยวกับภาวะเอกฐาน (Singularity) ที่ศูนย์กลางของหลุมดำ และนำมาใช้กับเอกภพ วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เป็นผลงานเกี่ยวกับสมบัติของเอกภพที่กำลังขยายตัว เขาร่วมกับเพนโรสเสนอทฤษฎีว่าเอกภพอาจเริ่มต้นจากภาวะเอกฐาน ก่อนการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิ๊กแบง ตามมาด้วยเอกภพที่กำลังขยายตัวออกไปเรื่อยๆ  ในปัจจุบัน

ผลงานอีกชิ้นหนึ่งที่โดดเด่นคือสิ่งที่รู้จักกันในชื่อรังสีฮอว์กิง เดิมเข้าใจกันว่าหลุมดำเป็นวัตถุในอวกาศซึ่งเกิดจากการยุบตัวของดาวมวลมาก หลุมดำจึงมีมวลสูง ดึงดูดสิ่งต่างๆ ที่อยู่ใกล้ ความเข้าใจเมื่อหลายสิบปีก่อน เชื่อว่าอวกาศรอบหลุมดำซึ่งมีขอบเขตที่เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ถูกบิดโค้งด้วยแรงโน้มถ่วงจนกระทั่งแม้แต่แสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็ไม่สามารถหลุดหนีออกมาได้ หลุมดำจึงไม่สามารถแผ่พลังงาน ไม่หดตัว ไม่สูญเสียมวล มีแต่เพิ่มเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หลังจากฮอว์กิงได้เข้าร่วมฟังบรรยายโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซียที่โปแลนด์ระหว่างงานฉลอง 500 ปี วันเกิดของโคเพอร์นิคัสเมื่อปี ค.ศ. 1973 ซึ่งเสนอว่าหลุมดำที่หมุนรอบตัวเองสามารถก่อให้เกิดอนุภาคได้ เขาจึงได้พบในเวลาต่อมาว่าแม้แต่หลุมดำที่ไม่หมุนก็แผ่พลังงานออกมาได้

การแผ่รังสีของหลุมดำตามแนวคิดของฮอว์กิงเปลี่ยนความคิดความเข้าใจเกี่ยวกับหลุมดำและเอกภพ แสดงให้เห็นว่าหลุมดำสามารถสูญเสียมวลและหดตัวลงจนหายไปได้ ฮอว์กิงพยากรณ์ว่าเอกภพเมื่ออายุน้อยมีหลุมดำขนาดเล็กที่เรียกว่าหลุมดำจิ๋ว หลุมดำเหล่านีไม่ได้เกิดจากดาวมวลมากยุบตัว แต่เกิดจากความหนาแน่นสูงของเอกภพเมื่ออายุน้อย และหลุมดำก็หดตัวลงพร้อมกับแผ่รังสีออกมา

สตีเฟน ฮอว์กิง เขียนหนังสือไว้หลายเล่ม หนังสือขายดีติดอันดับของเขาซึ่งมีชื่อว่า A Brief History of Time ตีพิมพ์เมื่อปี ค.ศ. 1988 บรรยายด้วยภาษาง่ายๆ เกี่ยวกับเอกภพ ได้รับการแปลเป็นหลายภาษา รวมทั้งภาษาไทย ซึ่งมีส่วนอย่างมากที่ทำให้ฮอว์กิงกลายเป็นนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง