Stephen Hawking était l’un des plus grands physiciens théoriciens de notre époque, dont la carrière s’est étendue sur plus de 50 ans.
Hawking a travaillé pour des intellectuels avancésles frontières de la physique, et ses théories semblaient souvent bizarres. En tout cas, au moment où il les a exprimés pour la première fois. Cependant, ils sont lentement mais sûrement acceptés dans la communauté scientifique. Des points de vue révolutionnaires sur les trous noirs à l'explication de la naissance de l'univers, voici quelques-unes de ses théories qui ont déjà été confirmées et qui ne l'ont pas été.
Big Bang a gagné
Hawking a commencé à rédiger sa thèse de doctorat ence moment où il y a eu un débat houleux au sein de la communauté scientifique sur la façon dont l’Univers a commencé. Deux idées concurrentes expliquent à leur manière le début de tout : la théorie du Big Bang et la théorie de la stabilité. Tous deux acceptent que l’Univers est en expansion, mais dans le premier, il s’étend à partir d’un état ultra-compact et ultra-dense, et le second suppose que l’Univers est en expansion éternelle, tandis que de la nouvelle matière est constamment créée pour maintenir une densité constante.
Hawking a montré dans sa thèse que la théoriel'état stationnaire est mathématiquement contradictoire avec lui-même. Le physicien a soutenu que l'univers a commencé comme un point infiniment petit, infiniment dense - avec une singularité. Aujourd'hui, la description de Hawking est presque universellement acceptée parmi les savants.
Les trous noirs sont réels
Le nom de Hawking est le plus associé aux Noirs.trous - un autre type de singularité. Ces objets se forment lorsqu'une étoile s'effondre sous sa propre gravité. Le problème était que, bien que l'existence de trous noirs s'inscrive dans la théorie de la relativité générale d'Einstein, elle contredisait la physique quantique. Hawking a attiré l'attention sur les trous noirs au début des années 1970.
Première image Event Horizon d'un trou noir - publiée par la National Science Foundation en 2019
Selon un article de Nature, il a combiné les équationsEinstein avec les équations de la mécanique quantique pour prouver la possibilité de trous noirs. En conséquence, ce qui était autrefois une abstraction théorique s'est transformé en une théorie viable. La dernière preuve que Hawking avait raison est venue en 2019 lorsque le télescope Event Horizon a capturé une image en direct d'un trou noir supermassif tapi au centre de la galaxie géante Messier 87.
Les trous noirs tirent leur nom du faitque leur gravité est si forte que les photons ou les particules lumineuses ne peuvent pas les quitter. Mais dans ses premiers écrits sur le sujet, Hawking a fait valoir que la situation n'est pas si simple.
Rayonnement de Hawking
Les trous noirs tirent leur nom du fait que leur gravité est si forte que les photons ou les particules lumineuses ne peuvent pas les quitter. Mais dans ses premiers écrits sur le sujet, Hawking ressentait différemment.
En appliquant la théorie quantique, à savoir l'idée deque des paires de "photons virtuels" pouvaient être créées spontanément à partir de rien, il s'est rendu compte que certaines de ces particules étaient apparemment émises par le trou noir. Cette théorie, maintenant appelée rayonnement de Hawking, a récemment été confirmée dans une expérience en laboratoire au Technion Israel Institute of Technology, en Israël. Au lieu d'un vrai trou noir, les chercheurs ont utilisé un analogue acoustique - un "trou noir sonique" d'où les ondes sonores ne peuvent s'échapper. Ils ont trouvé l'équivalent du rayonnement de Hawking exactement comme les physiciens l'avaient prédit.
Paradoxe de l'information
L'existence du rayonnement de Hawking crée un graveproblème pour les théoriciens. Selon les calculs de Hawking, les trous noirs devraient émettre des particules élémentaires et s'évaporer avec le temps. Cela semble être le seul processus physique qui "supprime" des informations de l'univers. Cela signifie que les propriétés de base du matériau à partir duquel le trou noir a été formé sont perdues à jamais ; le rayonnement sortant ne nous dit rien sur eux. Cependant, cela est contraire aux principes généraux de la mécanique quantique. Cette contradiction est appelée le "paradoxe de l'information", et le scientifique travaille à sa résolution depuis 40 ans.
Hawking croyait qu'en fait les informations surla composition des trous noirs n'est pas perdue. En 2016, le professeur a déclaré qu'il est stocké dans un nuage de particules à énergie nulle qui entoure un trou noir - le scientifique l'a appelé « duvet léger » dans son article Black Hole Entropy and Soft Hair.
Le titre de l'article est si étrange à première vueest une référence au "théorème de l'absence de cheveux" physique pour un trou noir, où "cheveux" est une métaphore pour des informations sur la matière que le trou noir absorbe et ne libère pas. Il est consacré au paradoxe de l'information : le scientifique essaie depuis plusieurs décennies de comprendre ce qui se passe avec l'information dans les trous noirs. Mais le théorème du trou noir « poilu » de Hawking n'est qu'une des nombreuses hypothèses avancées, et aujourd'hui le paradoxe de l'information reste irrésolu.
Multivers
L'un des sujets sur lesquels Hawking a travaillé à la finla vie, il y avait la théorie du multivers - l'idée que notre univers, qui est apparu à la suite du Big Bang, n'est qu'un parmi un nombre infini d'« univers à bulles » coexistants.
Cependant, Hawking n'était pas satisfait de l'hypothèsecertains scientifiques que toute situation ridicule que vous pouvez imaginer se passe en ce moment quelque part dans cet ensemble infini d'univers parallèles. Ainsi, dans son dernier article en 2018, selon ses propres mots, Hawking "a essayé d'apprivoiser le multivers". Il proposa un nouveau cadre mathématique qui, sans abandonner le multivers dans son ensemble, le rendit fini et non infini. Mais, comme pour toute spéculation sur les univers parallèles, nous n'avons aucune idée si ses idées sont correctes. Et il est peu probable que les scientifiques puissent tester son idée dans un avenir proche.
Hypothèse sursécuritéchronologie
Aussi surprenant que cela puisse paraître, les lois de la physique sont enau sens où nous les comprenons aujourd'hui - n'interdisent pas le voyage dans le temps. Les solutions aux équations de la relativité générale d'Einstein incluent des "courbes de temps fermées" qui permettront à une personne de retourner dans son passé. Mais, encore une fois, Hawking n'était pas satisfait de cela - il était sûr que le voyage dans le temps en arrière génère des paradoxes logiques qui sont tout simplement impossibles.
Par conséquent, il a supposé que certainsune loi de la physique actuellement inconnue empêche les courbes de temps fermées de se produire. Il a exprimé son hypothèse dans « l'hypothèse de la protection de la chronologie ». Mais ce n'est qu'une supposition, et on ne sait pas encore si le voyage dans le temps est possible ou non.
De sombres prophéties
Au cours des dernières années de sa vie, Hawking a fait une série de sombres prophéties concernant l'avenir de l'humanité.
Ils vont de l'hypothèse queL'insaisissable boson de Higgs, ou "particule de Dieu", pourrait déclencher une bulle de vide qui engloutira l'univers, avant que des invasions extraterrestres hostiles et l'intelligence artificielle ne prennent le pouvoir sur Terre. Alors que Stephen Hawking avait raison sur beaucoup de choses, nous ne pouvons qu'espérer qu'il avait tort à ce sujet.
Lire la suite
Des "fossiles vivants" ont éclos dans le désert américain. Ils ont dormi pendant des décennies
Jetez un œil à l'art numérique réalisé à partir de l'analyse des livres d'Isaac Asimov
Branson, Bezos et Peresild : pourquoi des célébrités s'envolent dans l'espace et ce qu'elles y font
Singularité cosmologique - implicitel'état de l'univers au moment initial du Big Bang. C'est l'un des exemples de singularités gravitationnelles prédites par la relativité générale (GR) et certaines autres théories de la gravité.