Kosmologi ja matemaatikko Stephen Hawking in memoriam

Cambridgen yliopiston kosmologian professori Stephen Hawking (8.1. 1942 Oxford – 14.3. 2018 Cam-bridge) haudattiin 21.3.2018 Westminster Abbey -kirkkoon,jonne ovat haudattuna myös mm. Isaac New-ton ja Charles Darwin. Hän hoiti vuosikymmeniä Cambridgen yliopiston kosmologian professuuria, New-tonin entistä virkaa. Hänen Ajan lyhyt historiansa on maailman kuuluisin ja parhaiten myynyt populaari tiedekirja. Hawking tunne- taan paitsi teorioistaan, populaareista kirjoistaan, kouluttamistaan uusista kos-mologeista ja yhteiskunnallisesta osallistumisestaan,myös ääreishermoston ALS-taudista, jota hän on sairastanut koko uransa ajan,yli 50 vuotta..

Alkuräjähdysmallien tärkein kehittelijä oli Higgsin Bosonin arvovaltaisin epäilijä

Hawking oli erityisesti alkuräjähdysteorian ja siihen tiukasti liittyvän mustien aukkojen teorian kehittäjiä. Musta aukon synnyssä on ”ajan nuoli on toisin päin” kuin alkupaukussa. Alkuräjähdyteorian mahdollisuu-den olivat esit- täneet toisistaan riippumatta neuvostoliittolainen matemaatikko Aleksandr Fridman 1922 ja belgialainen tähti-tieteilijä ja pappi George Lemaitre 1927. Neuvostoliitosta Englantiin 1933 siirtynyt tuleva fysiikan nobelisti Georgi Gamov laski, että paukusta olisi pitänyt jäädä avaruuteen 3 kelvin-asteen tasanjakautunut taustasäteily, jollainen sitten löydettiinkin ennusteen mukaisena 1964 (Penzias, Wilson). Tästä alkoi Hawkinginkin edistynei- den alkuräjähdysmallien kehittely.Liekö vaikuttanut Gamovin ”puolenvaihtoon”,että NL:ssa ei 30-luvulla virallisesti hyväksytty alkuräjähdysteoriaa.

Tästä huolimatta hän oli alkuräjähdyteoriaan olennaisesti liittyvän Higgsin bosonin viimeisin ja arvoval-taisin epäilijä, kunnes (jokin) sellainen paikannettiin vuonna 2012 EU:n CERNissä 125 GeV (gigaelekt-ronivoltin) energi- alla. Epäilyksiä oli lisännyt, että edellinen kymmenien miljardien arvoinen laitteisto oli jäänyt jonkin prosentin alle tuon ja mahdollisen ylärajan 130 GeV. Löytöä vahvistaa parin vuoden takai-nen jo Nobel-palkittukin gravitaatio-aaltojen löytyminen ja niiden liikkuminen valonnopeudella, mikä osoittaa, että sähkömagnetismi ja gravitaatio ilmeisimmin syntyivät yhdessä ”alkuräjähdyksessä”.

Hawking esitti täysin uudentyyppistä gravitaatioteoriaa

Stephen Hawkingin viimeisen kirjan ”Suuri suunnitelma” (The Grand Design 2010) teoriapläjäys on, että gravitaatio olisi massa- ja liike-energiaan nähden negatiivista energiaa, ja maailmankaikkeuden koko-naisenergia olisi nolla. Potentiaalienergia ei olisikaan vain laskennallinen suure, vaan materiaalinen ilmiö, jota kumotaan, kun esimerkiksi kappaletta nostetaan ylöspäin gravitaatiokentässä. Tämä tarkoittaisi uutta fysikaalista maailmanku- vaa, ideologiaa, paradigmaa. Tällä esimerkiksi ei ole tekemistä sen kans-sa, miten energian säilyvyyden laki nyt johdetaan ns. ajanalkupisteinvarianssin perusteell eli sillä, että teorian ennusteet eivät saa riippua siitä, mikä hetki valitaan ajan alkupisteeksi (Moskovan yliopiston professori Emmy Noether 1915). Kirja kirjoitettiin ennen Higgsin bosonin löytymistä ”hyvissä ajoin” uudeksi vaihtoehtoiseksi maailmankuvaksi.

On huomattava, että HIGGSIN BOSONIN LÖYTYMINEN, JOKA SELITTÄÄ VAIN HITAAN MASSAN, EI KUMOA HAWKINGIN ”ENERGIATASAPAINOTEORIAA´, vaikka Higgsin bosonin olemattomaksi todis-taminen olisikin kumonnut nykyisenlaisen alkuräjähdysteorian ja standardimallin, joista sille bosonille oli laskettu energiarajat, ja tuonut tilalle useita muita eri teorioita. Energiatasapainoteoria olisi mahdollista vaikka siten, että olisi energi-altaan positiivinen Higgsin bosoni, joka aiheuttaisi Higgsin kenttän ja hitaan massan, ja energialtaan negatiivi- nen ”Higgsin vastabosoni”, joka aiheuttaisi (esimerkiksi ”hiukkaspai- neella” (Le Sage, Samuel Tolver Preston) ja varjostamalla gravitaation, ja nuo syntyisivät ja katoaisivat pareittain kuin muutkin hiukkaset. Hitaan ja raskaan massan yhtä suuri itseisarvo johtuisi tästä! Nyt se on muuten aivan puhdas aksiooma, jona varas- sa YLEINEN suhteellisuusteoria makaa, ja osoittaa kokeellista paikkansapitävyyttä ainakin hyvin massiivisten olioiden kuten taivaankappaleiden piirissä.

Hawking fysiikanfilosofia on ´malliriippuvainen realismi´

Hawkingin lanseeraaman ”malliriippuvaisen realismin” filosofian MALLI on matemaattinen konstruktio, joka on MÄÄRITELMÄLLISESTI TOSI, jos se ennustaa uusia kokeellisesti havaittavia ilmiöitä oikein. Kys-ymys vastaa-vuudesta materiaalisen todellisuuden kanssa asettuu VAIN KOKEEN (ja loogisen ristiriidat-tomuuden) kautta (”looginen empirismi”). Tiede on itse itsensä ainoa kriteeri, ei esimerkiksi materiaalinen käytäntö. Itse asiassa tuo ei ole aivan uutta, vaan se on instrumentalismiksi nimitettyä tieteenfilosofiaa ainakin totuuskäsitykseltään.

Mallit ja teoriat kuvaavat luonnonlakeja. Hawking kelpuuttaa ”luonnonlain” vain ehdottoman muuttumat-tomat ilmiöt. Hawking ymmärtää alkuräjähdyksen olevan seurausta sellaisista luonnonlaeista,joista perus- tavimmat oli-sivat ”ehdottoman muuttumattomia” jopa alkuräjähdyksen yli.Sen sijaan (ja juuri tästä johtu-en) jokin tämän hetken todella toteutuva ”prosessi” (tapaus) voisi vaikuttaa myös ”ajassa taaksepäin” sii-hen, miten prosessin ”raken- nuspalikat” ovat olleet joskus menneisyydessä. Tämä käsitys on ”hienossa” sopusoinnussa ”Wheelerin madon-reikien” ja ”aikamatkailun” kanssa, mutta jyrkässä ristiriidassa objek-tiivisen emergenssin (dialektisen mate- riakäsityksen) kanssa. Hawking tulee ”kahdensuuntaisen ajan” olettaessaan olettaneeksi myös (olemattoman) ”informaation syntymättömyyden ja häviämättömyy-den lain”… (Tosin hän on myös esittänyt, että sitä ehkä katoaa ja syntyykin, juuri mustissa aukoissa.)


Malliriippuvainen realismi ja dialektinen materialismi

Teoria mahdollisuuden ja todellisuuden vuorovaikutuksesta ja erilaisesta olemassaolosta Hawkingin ”mallista” puuttuu. Mahdollisuuden (tulevaisuuden) ja menneisyyden matematiikka on samaa kuin nyky-hetkenkin,mutta olemassaolo kun ei ole ainakaan pelkkää matematiikkaa… Dialektisen materialismin mu- kaan ehdottoman muut- tumattomia luonnonlakeja ei ole lopulta olemassakaan, koska mitään määrää ei voida rajattomasti lisätä ilman, että jossakin vaiheessa tapahtuisi laadullinen muutos, jonka jälkeen teo-rian aina ennustama ”määrä” ei olisi enää relevantti.Tämä ei suinkaan tarkoita,että ei olisi minkäänalsia luonnonlakeja, jokaisella lailla on pätevyytensä rajat ja jokaisella teorialla sovellettavuutensa rajat DM:n mukaan, mm. ajassa ja avaruudessakin. (Muutoin puhuttaisiin määrällisten muutosten laadullisiksi muuttumisen periaatteesta eikä laista.) 

Dialektinen materialismi pitää lähtökohtanaan sitä, että materian dialektisen kehityksen ohella syntyy myös uusia objektiivisia luonnonlakeja ja lainalaisuuksia, kuten ovat syntyneet järjestyksessä kemian, biologian ja yhteiskuntakehityksen lainalaisuudet. Luonnonlait kehittyvät materian kehityksen ohella, mut-ta samalla menneisyys on lukkoonlyöty, eikä sitä voi muuttaa (determinismin periaate). Luonnonlakeja voi myös kadota, jos kaikki niitä kantavat materiaaliset oliot lakkaavat olemasta kyseisellä emergenssitasolla.


Stephen Hawking oli joka tapauksessa mitä merkittävin aikakautemme tiedeihminen.

Toivottavasti hänen teorioillaan omalta alaltaan tulee vielä tulevaisuudessakin olemaan mahdolli-simman paljon todistuvaa sanottavaa maailmankaikeudesta, sen alkuperästä, rakenteesta ja kehityslaeista!