Stephen Hawking bio je jedan od najvećih teorijskih fizičara našeg vremena, čija je karijera trajala preko 50 godina.
Hawking je radio za naprednog intelektualcagranice fizike, a njegove su se teorije često činile bizarnima. U svakom slučaju, u vrijeme kada ih je prvi put oglasio. Međutim, oni se polako, ali sigurno prihvaćaju u znanstvenoj zajednici. Od revolucionarnih pogleda na crne rupe do objašnjenja kako je svemir nastao, evo nekih od njegovih teorija koje su već potvrđene, a nisu.
Veliki prasak je pobijedio
Hawking je svoju doktorsku disertaciju počeo pisati godineonog trenutka kada se u znanstvenoj zajednici vodila žestoka rasprava o tome kako je Svemir nastao. Dvije suparničke ideje na svoj su način objasnile početak svega: teorija Velikog praska i teorija stabilnosti. Obojica su prihvatila da se Svemir širi, ali u prvom se širi iz ultra-kompaktnog, ultra-gustog stanja, a drugi pretpostavlja da se Svemir širi zauvijek, dok se stalno stvara nova materija kako bi se održala konstantna gustoća.
Hawking je u svojoj disertaciji pokazao da je teorijastabilno stanje je matematički kontradiktorno samom sebi. Fizičar je tvrdio da je svemir započeo kao beskonačno mala, beskonačno gusta točka - sa singularnošću. Danas je Hawkingov opis gotovo univerzalno prihvaćen među znanstvenicima.
Crne rupe su stvarne
Hawkingovo ime najviše se povezuje s crncima.rupe - druga vrsta singularnosti. Ovi objekti nastaju kada se zvijezda sruši pod vlastitom gravitacijom. Problem je bio u tome što je postojanje crnih rupa, iako se uklapalo u Einsteinovu opću teoriju relativnosti, bilo u suprotnosti s kvantnom fizikom. Hawking je skrenuo pozornost na crne rupe početkom 1970-ih.
Prva slika crne rupe na Horizontu događaja - objavila Nacionalna zaklada za znanost 2019
Prema članku u Natureu, kombinirao je jednadžbeEinsteina s jednadžbama kvantne mehanike da dokaže mogućnost crnih rupa. Kao rezultat toga, ono što je nekada bila teorijska apstrakcija pretvorilo se u održivu teoriju. Konačni dokaz da je Hawking bio u pravu došao je 2019. kada je teleskop Event Horizon snimio živu sliku supermasivne crne rupe koja vreba u središtu divovske galaksije Messier 87.
Crne rupe su dobile ime po tomeda je njihova gravitacija toliko jaka da ih fotoni ili svjetlosne čestice ne mogu napustiti. Ali u svojim ranim spisima na tu temu, Hawking je tvrdio da situacija nije tako jednostavna.
Hawkingovo zračenje
Crne rupe su dobile ime po činjenici da je njihova gravitacija toliko jaka da ih fotoni ili svjetlosne čestice ne mogu napustiti. Ali u svojim ranim spisima na tu temu, Hawking se osjećao drugačije.
Primjenom kvantne teorije, odnosno ideje oda se parovi "virtualnih fotona" mogu spontano stvoriti ni iz čega, shvatio je da su neke od tih čestica očito emitirane iz crne rupe. Ova teorija, koja se sada naziva Hawkingovo zračenje, nedavno je potvrđena u laboratorijskom eksperimentu na Technion Israel Institute of Technology, Izrael. Umjesto prave crne rupe, istraživači su koristili akustični analog - "zvučnu crnu rupu" iz koje zvučni valovi ne mogu pobjeći. Pronašli su ekvivalent Hawkingovog zračenja točno onako kako su fizičari predvidjeli.
Informacijski paradoks
Postojanje Hawkingovog zračenja stvara ozbiljnuproblem za teoretičare. Prema Hawkingovim izračunima, crne rupe trebale bi emitirati elementarne čestice i ispariti tijekom vremena. Čini se da je ovo jedini fizički proces koji "uklanja" informacije iz svemira. To znači da su osnovna svojstva materijala od kojeg je nastala crna rupa zauvijek izgubljena; izlazno zračenje ne govori nam ništa o njima. Međutim, to je u suprotnosti s općim principima kvantne mehanike. To se proturječje naziva "informacijskim paradoksom", a znanstvenik je na njegovom rješavanju radio zadnjih 40 godina.
Hawking je vjerovao da je zapravo informacija osastav crnih rupa nije izgubljen. Profesor je 2016. godine izjavio da je pohranjena u oblaku čestica nulte energije koji okružuje crnu rupu - znanstvenik je to nazvao "svjetlosnim paperjem" u svom članku Entropija crne rupe i mekana kosa.
Naslov članka je tako čudan na prvi pogledje referenca na fizički "teorem bez dlake" za crnu rupu, gdje je "kosa" metafora za informacije o materiji koju crna rupa apsorbira i ne otpušta natrag. Posvećen je informacijskom paradoksu: znanstvenik već nekoliko desetljeća pokušava razumjeti što se događa s informacijama u crnim rupama. Ali Hawkingov teorem o “dlakavoj” crnoj rupi samo je jedna od nekoliko postavljenih hipoteza, a informacijski paradoks danas ostaje neriješen.
Multiverzum
Jedna od tema s kojima je Hawking radio na krajuživota, postojala je teorija multiverzuma - ideja da je naš svemir, koji se pojavio kao rezultat Velikog praska, samo jedan od beskonačnog broja koegzistirajućih "svemira s mjehurićima".
Međutim, Hawking nije bio zadovoljan tom pretpostavkomneki znanstvenici da se svaka smiješna situacija koju možete zamisliti događa upravo sada negdje u ovom beskonačnom skupu paralelnih svemira. Dakle, u svom posljednjem članku 2018., prema vlastitim riječima, Hawking je "pokušao ukrotiti multiverzum". Predložio je novi matematički okvir koji ga je, ne napuštajući multiverzum u cjelini, učinio konačnim, a ne beskonačnim. Ali, kao i kod svake spekulacije o paralelnim svemirima, nemamo pojma jesu li njegove ideje točne. I malo je vjerojatno da će znanstvenici moći testirati njegovu ideju u bliskoj budućnosti.
Hipoteza osigurnostikronologija
Koliko god iznenađujuće zvučalo, zakoni fizike su tuu smislu u kojem ih danas razumijemo – putovanje kroz vrijeme nije zabranjeno. Rješenja Einsteinovih jednadžbi opće relativnosti uključuju "zatvorene vremenske krivulje" koje će omogućiti osobi povratak u svoju prošlost. Ali, opet, Hawking nije bio zadovoljan time - bio je siguran da putovanje kroz vrijeme unatrag stvara logične paradokse koji su jednostavno nemogući.
Stoga je pretpostavio da nekitrenutno nepoznati zakon fizike sprječava pojavu zatvorenih vremenskih krivulja. Svoju je pretpostavku iznio u "hipotezi o zaštiti kronologije". No, ovo je samo nagađanje, a još se ne zna je li putovanje kroz vrijeme moguće ili ne.
Mračna proročanstva
U posljednjim godinama svog života, Hawking je napravio niz mračnih proročanstava o budućnosti čovječanstva.
Kreću se od pretpostavke daNeuhvatljivi Higgsov bozon, ili "Božja čestica", mogao bi pokrenuti vakuumski mjehur koji proguta svemir, prije nego što neprijateljske invazije vanzemaljaca i umjetna inteligencija preuzmu vlast na Zemlji. Dok je Stephen Hawking bio u pravu u vezi s mnogim stvarima, možemo se samo nadati da je u tome pogriješio.
Čitaj više
"Živi fosili" izlegli su se u američkoj pustinji. Spavali su desetljećima
Pogledajte digitalnu umjetnost napravljenu analizom knjiga Isaaca Asimova
Branson, Bezos i Peresild: zašto slavni ljudi lete u svemir i što tamo rade
Kozmološka singularnost – navodnastanje Svemira u početnom trenutku Velikog praska. To je jedan od primjera gravitacijskih singulariteta predviđenih općom relativnošću (GR) i nekim drugim teorijama gravitacije.