Onsdag kan man blive lidt klogere på fænomenet sorte huller i universet, når den 74-årige verdenskendte teoretiske fysiker Stephen Hawking gæster DR Koncerthuset.
Billetterne blev udsolgt på nul komma fem, og nu bliver foredraget - 'Quantum Black Holes' - også transmitteret i biografer rundt i landet.
DR Viden har bedt Steen Hannestad, professor i teoretisk fysik på Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet, gøre os klogere på, hvem den multihandicappede mand i kørestol og med computergenereret stemme er.
1: Hawkings teori om sorte huller
Stepen Hawking er kendt for sin forskning i sorte huller, og hans forskermæssige bidrag til sorte huller koncentrerer sig i bund og grund om, hvorvidt information går tabt, når det falder ind i et sort hul eller er derinde et sted.
Et af hans spektakulære resultater er teorien om Hawkingstråler fra 1974. Teorien går ud på, at sorte huller i en vis forstand kommunikerer med deres omgivelser.
- Lige omkring begivenhedshorisonten – der hvor ting går tabt og falder ind i et sort hul og ikke længere kan komme ud igen - sker der nogle kvanteprocesser, som gør, at der faktisk hele tiden bliver udsendt en lille smule stråling. Det er i modstrid med, hvad man normalt forstår ved et sort hul, der opsluger alt, siger Steen Hannestad.
Ifølge den klassiske forståelse – det man kalder den generelle relativitetsteori – går information tabt. Men omvendt er den generelle relativitetsteori også klassisk, fordi den ikke indeholder noget kvantemekanik.
- Og det var det ’nye’ i dét, som Hawking fandt frem til i 1974. For det rigtigt interessante er, at hvis man begynder at kombinere den generelle relativitetsteori med kvantemekanik, får man fx effekter som Hawkingstråling, siger Steen Hannestad.
2: Hawking er anerkendt – men ingen gud
- Stephen Hawking er anerkendt som værende rigtig dygtig. Men lad mig sige det sådan, at han nok er én af de 10-20 mest anerkendte forskere inden for dette område af fysikken. Det er ikke sådan, at han rager op som en slags gud, siger Steen Hannestad.
- Hawking er en ekstremt dygtig forsker og har lavet en række spektakulære ting, men det er der mange andre, der også har. Og det er heller ikke sådan, at han selv fremstiller sig som værende et unikum, siger han.
Han er fysisk handikappet, men ellers er det jo ikke sådan, at han opfører sig anderledes end andre forskere.
- Hawkings tilgang til tingene er meget den samme, som hos andre dygtige forskere. Og meget af hans forskning er lavet før, han blev fuldstændig ødelagt af sygdommen, siger Steen Hannestad.
3: Han får svært ved at få Nobelprisen
Hvert år i oktober holder fysikere verden over telefonen åben i døgndrift i håbet om, at Nobelkomiteen i Stockholm ringer og tildeler dem Nobelprisen i fysik. Men Stephen Hawking behøver ikke vente i spænding.
Hawkings forskning er spændende og har medført en ny måde at tænke på sorte huller.
- Og hvis man eksperimentelt havde målt Hawkingstråling, så tror jeg, at han ville få Nobelprisen i fysik for at have forudsagt den. På samme måde som Peter Higgs fik Nobelprisen for at have forudsagt Higgs-partiklen, siger Steen Hannestad.
Problemet er, at Nobelpriser kun gives til ting, der er eksperimentelt bevist.
- Der er mange ekstremt interessante fysiske teorier, som på nuværende tidspunkt hverken kan be- eller afkræftes. Langt de fleste forskere er af den opfattelse, at Hawkingstråling er et virkeligt fænomen, men der, hvor man render ind i et problem, er, at den formentlig er umulig at måle - desværre, siger Steen Hannestad.
- Vi kender masser af eksempler på sorte huller ude i rummet. Problemet er bare, at den stråling, de udsender, er så svag, at den ikke kan ses. Og Nobelpriser i fysik er aldrig blevet givet til noget, der ikke er eksperimentelt bevist, siger han.
Han peger på, at Peter Higgs måtte vente i næsten 50 år på, før man kunne bekræfte forudsigelsen.
Udfordringen med sorte huller er, at ifølge den generelle relativitetsteori forårsager sorte huller en krumning af både tid og rum. Og jo større et sort hul er – altså jo tungere det er – jo mindre krummer det rumtiden omkring sig ved begivenhedshorisonten.
- Det er krumningen, der siger noget om, hvor kraftig strålingen er. Så paradoksalt nok så er det sådan, at jo mindre det sorte hul er, desto kraftigere er strålingen, siger Steen Hannestad.
- Så hvis man prøver at regne på de sorte huller, vi kender i rummet, er strålingen umålelig. Der er heller ingen plausibel måde, det kan lade sig gøre på. Man ville skulle kigge efter stråling med ekstrem lang bølgelængde – radiostråling. Men det kan ikke lade sig gøre; strålingen er simpelthen for svag, siger Steen Hannestad.
Han fortæller, at der, hvor man kunne have haft et håb om at måle det, var, hvis dét, vi kalder det mørke stof i universet - den usynlige komponent af masse - blev udgjort af sorte huller, der ikke var særlig store. Så kunne de faktisk udsende så meget Hawkingstråling, at man kunne have en realistisk chance for at måle det.
Så det er op ad bakke for Stephen Hawking i forhold til at kunne få tildelt Nobelprisen. Men han skal nu ikke føle sig ekskluderet.
- Der er mange andre store forskere, der aldrig har fået Nobelprisen af samme årsag. Så det er ikke fordi, han ikke er i godt selskab, siger Steen Hannestad.
4: Kommer der mere banebrydende nyt fra Hawking?
Teorien om Hawkingstrålerne kom som nævnt tilbage i 1974, og Stephen Hawking har fortsat med at arbejde teoretisk med information, der flyder ind og ud af sorte huller, selv om han er blevet stadig mere handicappet. Men er det realistisk, at der kommer mere fra Hawking?
- Hawking er bestemt et af de mennesker i verden, der ved mest om det emne, så vi kan ikke udelukke, at der kommer nye indsigter. Men al erfaring peger på, at de fleste banebrydende teoretiske, fysiske opdagelser bliver gjort af folk, der er i 20’erne og 30’erne, siger Steeen Hannestad.
5: Fortrinlig formidler med computerstemme
Stephen Hawking er højt anerkendt for sin evne til at forklare kompliceret stof på en måde, så almindelige mennesker forstår det meste.
Han har flere populærvidenskabelige bøger – fx bestselleren A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes fra 1988. Og i 2014 fortalte filmen The Theory of Everything historien om Hawkings liv før og efter, at han fik konstateret sygdommen ALS, amyotrofisk lateral sklerose. Sygdommen rammer nerveceller i hjernen og rygmarven, som styrer musklerne, og sygdommen fører til muskelsvind.
Stephen Hawking blev ramt af sygdommen som 21-årig, og normalt lever folk kun få år efter, at sygdommen er konstateret. Nu er ham 74 år og sidder i kørestol og får en computer til at tale for sig.
- Så hans image i offentligheden bygger på en eller anden måde også på, at der er en god historie i ham, siger Steen Hannestad.
- Det er imponerende, hvordan han har formået at kompensere for sit handicap. Og det er i bund og grund en god historie. Han har selv haft indre motivation til at fortsætte på trods af den fysiske udfordring, siger Steen Hannestad.
Når Stephen Hawking på onsdag begynder at snakke i DR Koncerthuset, vil hans stemme – ifølge astrofysikeren selv - accentmæssigt minde om amerikansk, skandinavisk eller skotsk.
Han taler i princippet med hjælp fra sin kind, som styrer en markør på en skærm. Og bevægelsen detekteres af en infrarød kontakt, der er monteret på hans briller.
På grund af en ord-algoritme kan han nøjes med at skrive de første par bogstaver, og så foreslår computeren selv ordet. Når han har bygget en sætning op, sender han det til sit talesyntese-program, og så taler computeren for ham.