Sejarah Singkat Stephen Hawking

Ketika membicarakan istilah fisikawan, tentu yang muncul di benak kita adalah Newton dan Einstein. Jelas ini disebabkan oleh pengaruh dari buku teks fisika atau ilmu pengetahuan alam yang kita baca dan pelajari saat di bangku sekolah. Sesuatu yang wajar, walaupun kedua fisikawan terbaik di eranya masing-masing tersebut (Newton di era fisika klasik dan Einstein di era fisika modern), hidup di zaman yang berbeda dengan kita.

Namun, bagaimana jika yang dibicarakan adalah fisikawan yang hidup di era kita? Tanpa ragu-ragu, bisa dipastikan bahwa sosok yang muncul di pikiran sebagian besar orang adalah Stephen Hawking. Kalaupun mereka lupa namanya, paling tidak, di benak mereka akan muncul sosok ilmuwan yang ikonik dengan kursi rodanya.

Hawking mulai dikenal di kalangan orang awam lewat buku sains populer pertamanya yang berjudul  A Brief History of Time (Sejarah Singkat Waktu) yang telah terjual lebih dari 10 juta copy di seluruh dunia sejak publikasi pertamanya pada tahun 1988. Namanya makin dikenal setelah buku kontroversialnya yang berjudul The Grand Design (penciptaan agung) dipublikasikan. Sebuah buku yang menjelaskan pendapat dan pemikiran Hawking, bahwa dengan adanya hukum gravitasi (relativitas umum) maka alam semesta bisa tercipta dengan sendirinya tanpa campur tangan sang pencipta.

Hawking juga tampil pada Star Trek: The Next Generation (1993), The Simpsons dan serial TV komedi yang berjudul The Big Bang Theory. Cerita dari kehidupan masa awalnya diangkat ke layar lebar dalam sebuah film yang berjudul The Theory of Everything pada tahun 2014. Aktor Inggris Eddie Redmayne bahkan berhasil memenangkan penghargaan bergengsi Academy Award (piala Oscar) untuk aktor terbaik berkat kesuksesannya memerankan sosok Hawking dalam film ini. Sepuluh tahun sebelum itu, sosok Hawking sebenarnya telah diperkenalkan lebih dulu oleh teman dekat Eddie Redmayne; Benedict Cumberbatch yang memerankan sosok Hawking dalam drama televisi Inggris (BBC) berjudul Hawking dengan alur cerita yang kurang lebih sama.

Oleh karena begitu dikenal oleh kalangan umum, popularitas Hawking bisa disetarakan dengan selebriti Hollywood - sesuatu yang jarang terjadi pada seorang fisikawan sejak Einstein. Selain karena kejeniusannya, hal yang paling membuat orang ingat akan sosok Hawking adalah penyakit yang dideritanya yang membuatnya harus menghabiskan sebagian besar hidupnya di atas kursi roda. Foto Hawking, yang merosot di kursi rodanya, tidak asing bagi banyak orang. Hawking telah menjadi ikon karena berhasil mengatasi kesulitan yang parah hampir di sepanjang hidupnya.

Stephen William Hawking lahir dari pasangan Frank dan Isobel Eileen Hawking di Oxford Inggris, pada 8 Januari 1942, tanggal yang sama dengan tanggal kematian Galileo Galilei 300 tahun sebelum Hawking lahir. Entah hanya karena sebuah kebetulan atau bukan, Hawking juga meninggal pada tanggal yang sama dengan tanggal kelahiran Albert Einstein. Ia meninggal di rumahnya di Cambridge pada 14 Maret 2018 pada usia 76 tahun. Jenazahnya dikremasi, dan abunya dimakamkan di biara Nave, antara makam Sir Isaac Newton dan Charles Darwin.

Kembali ke tahun 1950, keluarga Hawking pindah dari Oxford ke St. Albans, tempat Stephen bersekolah di sekolah dasar dan menengah. Setelah lulus dari sekolah menengah tahun 1959 pada usia 17 tahun, Hawking mendaftar di Oxford University dengan beasiswa. Hawking sangat tertarik pada matematika, namun sayangnya tidak ada spesialis matematika di kampus tersebut, sehingga ia memilih jurusan fisika. Guru Hawking menyadari otaknya yang cemerlang, bahwa meskipun ia tidak pernah belajar dengan serius, pada ujian akhir Ia selalu menempati posisi pertama atau kedua di kelasnya.

Setelah lulus dari program sarjananya pada usia 20 tahun di tahun 1962, Hawking melanjutkan studi pascasarjana di Cambridge University pada bidang teori relativitas umum dan kosmologi, di bawah bimbingan Dennis Sciama yang merupakan seorang astrofisikawan dan ahli kosmologi terkenal pada saat itu. Pada saat sedang menempuh study PhD-nya inilah ia didiagnosa menderita amyotrophic lateral sclerosis (ALS); penyakit yang pada akhirnya membuat Hawking kehilangan hampir semua kontrol terhadap otot-nya. Bahkan, dokter yang mendiagnosa tidak mengharapkan bahwa Hawking dapat hidup lama untuk menyelesaikan gelar Ph.D-nya.

Diagnosa dokter membuat Hawking menjadi shock dan kehilangan motivasi untuk menyelesaikan studi-nya, karena dia berpikir akan segera meninggal. Tetapi, perkembangan penyakitnya kemudian melambat, yang mungkin termotivasi lewat pertunangan dan pernikahannya pada tahun 1965 dengan Jane Wilde; seorang mahasiswi bahasa di Cambridge. Hawking kemudian bekerja keras, dan berhasil menyelesaikan gelar Ph.D. pada tahun 1966 pada usia 24 tahun. Jane dan Hawking memiliki tiga orang anak; Robert, Lucy, dan Tim Hawking. Sayangnya, Hawking dan Jane berpisah pada tahun 1991. Ia kemudian menikahi perawatnya yang bernama Elaine Mason pada 1995, namun berakhir juga dengan perceraian di tahun 2006. Setelah itu, Hawking kembali berdamai dengan Jane dan anak-anaknya pada tahun 2007.

Setelah mendapatkan gelar Ph.D, Hawking bekerja sebagai peneliti di Cambridge University. Kemudian, pada tahun 1973, ia bergabung dengan departemen (jurusan) matematika terapan dan fisika teori di Cambridge University dan diangkat sebagai profesor fisika gravitasi pada tahun 1977. Pada tahun 1979, Cambridge University mengangkatnya menjadi Profesor Matematika Lucasian hingga tahun 2009. Jabatan Profesor Lucasian adalah jabatan profesor matematika tertinggi di Cambridge University. Kursi jabatan ini pernah diduduki oleh beberapa ahli matematika dan ilmuwan terkemuka di dunia, seperti; fisikawan teoritis Paul Dirac, yang berperan penting dalam perkembangan teori kuantum modern; fisikawan atau matematikawan George Stokes dan Joseph Larmor, serta yang paling terkenal adalah matematikawan dan fisikawan sekaligus astronom Sir Isaac Newton. Jabatan terakhir yang dijabat Hawking sampai ajal menjemput adalah sebagai direktur penelitian di pusat Kosmologi teoretis Cambridge University.

Pada tahun 1975, Hawking mengerjakan teori tentang lubang hitam, yang pada saat itu keberadaan objek ini masih belum bisa dipastikan dan ditetapkan oleh para astronom. Untuk mendapatkan hiburan akan keberadaan lubang hitam, Hawking bertaruh dengan seorang rekannya bernama Kip Thorne; seorang astrofisikawan dari California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena Amerika Serikat. Taruhannya adalah, jika lubang hitam terbukti ada, maka Hawking harus memberi Thorne langganan satu tahun majalah Penthouse. Sebaliknya, jika lubang hitam ditemukan tidak ada maka Thorne harus memberi Hawking empat tahun Private Eye. Rasio empat tahun banding satu tahun ini diturunkan dari perkiraan pada saat itu tentang peluang 80 persen (peluang 80 persen banding 20 persen, atau empat banding satu) bahwa bintang Cygnus X-1 akan berubah menjadi lubang hitam. Akhirnya, keberadaan lubang hitam menjadi tak terbantahkan, dan Hawking dengan senang hati mengakui taruhannya.

Sejak mengalami masalah pernapasan pada tahun 1985, Hawking mulai berbicara atau berkomunikasi menggunakan alat bicara buatan (synthesizer) yang dioperasikan komputer. Dia menjadi sangat mahir dalam penggunaannya dan dengan bercanda mengeluh bahwa satu-satunya masalah dengan synthesizer adalah aksen Amerikanya alih-alih aksen British. Tiga tahun berselang Hawking menulis buku A Brief History of Time, dengan subjudul From the Big Bang to Black Holes yang ditujukan untuk kalangan masyarakat umum. Buku ini sukses dengan luar biasa, dan dengan mudah memecahkan rekor penjualan. Buku ini memperkenalkan pembaca pada aspek yang sangat intim dari fisika modern. Hawking kemudian menulis buku - buku lain untuk kalangan umum, termasuk Black Holes and Baby Universes and Other Essays (1993), The Universe in a Nutshell (2001), dan On the Shoulders of Giants (2002), God Created the Integers (2005), serta The Grand Design (ditulis bersama Leonard Mlodinow pada tahun 2010).

Hawking telah banyak menerima penghargaan-penghargaan bergengsi. Salah satu penghargaan bergengsi yang pernah ia terima adalah saat ia dan Roger Penrose berbagi hadiah Wolf Prize pada tahun 1988 "untuk pengembangan brilian mereka dari teori relativitas umum Einstein, di mana mereka telah menunjukkan perlunya singularitas kosmologi dan telah menjelaskan fisika dari lubang hitam. Dalam karya ini mereka telah sangat memperluas pemahaman manusia tentang asal usul dan kemungkinan nasib alam semesta".

Penghargaan bergengsi lainnya adalah Breakthrough Prize in Fundamental Physics pada tahun 2012. Ini adalah salah satu penghargaan (award) terbaru dengan hadiah dalam jumlah besar, yang gengsinya bisa mendekati hadiah Nobel. Penghargaan lainnya termasuk Albert Einstein Medal (1979), Order of the British Empire (1982), Dirac Medal (1987) serta BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award (2015), dan masih banyak lagi. Pada tahun 1974, ketika dia berusia 32 tahun, Royal Society memilih Hawking sebagai salah satu anggota termudanya.

Sebagai fisikawan teoritis, bidang penelitian utama dari Hawking adalah teori relativitas umum, kosmologi, dan gravitasi kuantum. Sebagian besar karya Hawking yang paling awal dilakukan dengan bekerja bersama Roger Penrose. Dia menyelidiki relativitas umum berkaitan dengan terjadinya singularitas. Catatan: sebuah singularitas adalah situasi di mana matematika yang digunakan untuk menggambarkan fisika memberikan nilai tak terbatas untuk satu atau kuantitas fisik. Fisikawan menganggap ini sebagai "bendera merah", yang menunjukkan bahwa teori di balik matematika ini telah melampaui batas validitasnya.

Hawking menyelidiki kondisi, yang mana menurut relativitas umum singularitas harus berkembang di alam semesta. Salah satu akibatnya adalah bahwa asal usul alam semesta harus tunggal. Fisikawan umumnya memahami ini sebagai indikasi bahwa fisika klasik, setidaknya dalam bentuk teori relativitas umum, tidak dapat menangani asal usul alam semesta, dan bahwa fisika kuantum harus ikut dalam permainan. Hawking kemudian memusatkan perhatiannya pada lubang hitam. Relativitas umum Einstein memungkinkan keberadaan objek seperti ini, yang bobotnya begitu padat dan kompak sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat melepaskan diri darinya, karena gravitasi yang sangat besar. Hawking menerapkan konsep mekanika kuantum dan termodinamika pada lubang hitam dan menemukan bahwa suhu lubang hitam berbanding terbalik dengan massanya.

Sebuah lubang hitam sama sekali tidak hitam, karena memancarkan radiasi mirip dengan benda hitam pada suhu yang sama. Karena ditemukan oleh Hawking, maka radiasi ini disebut radiasi Hawking. Untuk benda hitam dan lubang hitam, laju radiasi, serta besar energi yang dipancarkannya sebanding dengan pangkat empat suhunya. Saat lubang hitam memancarkan energinya maka massanya akan berkurang (didasarkan pada hubungan kesetaraan massa-energi Einstein), dan suhunya akan meningkat (menurut Hawking). 

Jadi, lubang hitam yang merupakan produk akhir dari evolusi bintang yang cukup masif dan lubang hitam raksasa di pusat sebagian besar galaksi memiliki suhu yang rendah, meradiasikan energi dengan perlahan, dan berumur panjang. Mereka menunda kematian mereka dengan menelan materi dan meningkatkan massa mereka, sehingga menurunkan suhu mereka dan mengurangi tingkat radiasi mereka. Di sisi lain, lubang hitam bermassa rendah yang disebut lubang hitam mini, yang mungkin diproduksi setelah big bang, seharusnya semuanya telah menguap sekarang.

Penyelidikan Hawking yang bermanfaat berkisar pada relativitas umum , kosmologi klasik, kosmologi kuantum, struktur alam semesta, belitan kuantum, sifat ruang dan waktu, radiasi gravitasi, lubang cacing, dan masih banyak lagi. Banyak yang memandang Hawking sebagai penerus Einstein yang melanjutkan jalan yang dirintis Einstein. Keduanya menjadi dua ilmuwan yang paling dikenal masyarakat umum.

Referensi:

Rosen, Joe and Gothard, L.Q., Encyclopedia Of Physical Science. New York, Facts On File, 2010.

https://en.wikipedia.org/wiki/Stephen_Hawking