Stephen Hawking korunk egyik legnagyobb elméleti fizikusa volt, pályafutása több mint 50 éven át ívelt.
Hawking fejlett értelmiségi dolgozotta fizika határait, és elméletei gyakran furcsának tűntek. Mindenesetre abban az időben, amikor először hangoztatta őket. Lassan, de biztosan elfogadják őket a tudományos közösségben. A fekete lyukak forradalmi nézeteitől az univerzum kezdetének megmagyarázásáig íme néhány elmélete, amelyeket már megerősítettek és nem.
A Big Bang nyert
Hawking ben kezdte írni doktori disszertációjátabban a pillanatban, amikor heves vita folyt a tudományos közösségben arról, hogyan kezdődött az Univerzum. Két versengő ötlet mindennek a kezdetét magyarázta a maga módján: az ősrobbanás elmélete és a stabilitáselmélet. Mindketten elfogadták, hogy az Univerzum tágul, de az elsőben egy ultrakompakt, ultrasűrű állapotból tágul, a második pedig azt feltételezi, hogy az Univerzum örökké tágul, miközben folyamatosan új anyag jön létre az állandó sűrűség fenntartása érdekében.
Hawking disszertációjában kimutatta, hogy az elméletaz egyensúlyi állapot matematikailag ellentmond önmagának. A fizikus azzal érvelt, hogy a világegyetem végtelenül kicsi, végtelenül sűrű pontként kezdődött - szingularitással. Ma Hawking leírása szinte egyetemesen elfogadott a tudósok körében.
A fekete lyukak valódiak
Hawking neve leginkább a feketékhez köthető.lyukak - a szingularitás egy másik fajtája. Ezek a tárgyak akkor keletkeznek, amikor egy csillag összeomlik saját gravitációja hatására. A probléma az volt, hogy bár a fekete lyukak létezése beleillik Einstein általános relativitáselméletébe, ellentmond a kvantumfizikának. Hawking az 1970-es évek elején hívta fel a figyelmet a fekete lyukakra.
A fekete lyuk első eseményhorizont képe - a National Science Foundation adta ki 2019 -ben
A Nature cikke szerint egyesítette az egyenleteketEinstein a kvantummechanika egyenleteivel bizonyítja a fekete lyukak lehetőségét. Ennek eredményeképpen a korábban elméleti absztrakció életképes elmélet lett. A végső bizonyíték arra, hogy Hawkingnak igaza volt 2019 -ben, amikor az Event Horizon távcső élő képet készített a Messier 87 óriás galaxis közepén megbúvó szupermasszív fekete lyukról.
A fekete lyukak onnan kapják a nevükethogy gravitációjuk olyan erős, hogy fotonok vagy fényrészecskék nem hagyhatják el őket. De a témával kapcsolatos korai írásaiban Hawking azzal érvelt, hogy a helyzet nem ilyen egyszerű.
Hawking -sugárzás
A fekete lyukak nevüket onnan kapták, hogy gravitációjuk olyan erős, hogy a fotonok vagy a fényrészecskék nem tudják elhagyni őket. De a témával kapcsolatos korai írásaiban Hawking másként érezte magát.
A kvantumelmélet alkalmazása, nevezetesen azhogy "virtuális fotonpárok" spontán módon létrejöhetnek a semmiből, rájött, hogy e részecskék egy része nyilvánvalóan a fekete lyukból került ki. Ezt az elméletet, amelyet ma Hawking -sugárzásnak hívnak, nemrégiben megerősítették az izraeli Technion Israel Technológiai Intézet laboratóriumi kísérletében. Valódi fekete lyuk helyett akusztikus analógot használtak a kutatók - egy "hangos fekete lyukat", amelyből a hanghullámok nem tudnak kiszabadulni. Megtalálták a Hawking -sugárzás megfelelőjét, ahogy a fizikusok megjósolták.
Információs paradoxon
A Hawking -sugárzás léte komoly veszélyt jelentprobléma a teoretikusok számára. Hawking számításai szerint a fekete lyukak elemi részecskéket bocsátanak ki, és idővel elpárolognak. Úgy tűnik, ez az egyetlen fizikai folyamat, amely "eltávolítja" az információt az univerzumból. Ez azt jelenti, hogy az anyag alapvető tulajdonságai, amelyekből a fekete lyuk keletkezett, örökre elvesznek; a kimenő sugárzás semmit sem mond róluk. Ez azonban ellentétes a kvantummechanika általános elveivel. Ezt az ellentmondást "információs paradoxonnak" nevezik, és a tudós az elmúlt 40 évben dolgozott annak megoldásán.
Hawking úgy vélte, hogy valójában információkat kba fekete lyukak összetétele nem vész el. 2016 -ban a professzor kijelentette, hogy a zéró energiájú részecskék felhőjében tárolják, amely körülveszi a fekete lyukat - a tudós a „Black Hole Entropy and Soft Hair” című cikkében „könnyű bolyhoknak” nevezte.
A cikk címe első pillantásra annyira furcsautalás a fekete lyuk fizikai „nincs haj” tételére, ahol a „haj” az anyagról szóló információ metaforája, amelyet a fekete lyuk elnyel, és nem enged vissza. Az információs paradoxonnal foglalkozik: a tudós több évtizede próbálja megérteni, mi történik a fekete lyukakban lévő információkkal. De Hawking „szőrös” fekete lyuk tétele csak egy a számos felvetés közül, és ma az információs paradoxon megoldatlan.
Multiverzum
Az egyik téma, amellyel Hawking dolgozott a végénaz életben ott volt a multiverzum elmélet - az az elképzelés, hogy az ősrobbanás eredményeként megjelent univerzumunk csak egy a végtelen számú egymás mellett létező "buborékuniverzum" közül.
Hawking azonban nem volt elégedett a feltételezésselegyes tudósok szerint bármilyen nevetséges helyzet, amit el tud képzelni, éppen most történik valahol ebben a végtelen számú párhuzamos univerzumban. Szóval, utolsó 2018 -as cikkében, saját szavaival élve, Hawking "megpróbálta megszelídíteni a multiverzumot". Új matematikai keretet javasolt, amely a multiverzum egészének elhagyása nélkül végessé, nem pedig végtelenné tette. De mint minden párhuzamos univerzumokkal kapcsolatos találgatásnál, fogalmunk sincs, hogy elképzelései helyesek -e. És nem valószínű, hogy a tudósok a közeljövőben tesztelni tudják az ötletét.
Hipotézis arrólBiztonságkronológia
Bármilyen meglepőnek hangzik is, a fizika törvényei érvényben vannakabban az értelemben, ahogyan ma megértjük őket - ne tiltsuk meg az időutazást. Einstein megoldásai az általános relativitáselméleti egyenletekhez „zárt idő görbéket” tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik egy személy számára, hogy visszatérjen a múltjához. De ismét Hawking nem volt elégedett ezzel – biztos volt benne, hogy az időutazás visszafelé olyan logikai paradoxonokat generál, amelyek egyszerűen lehetetlenek.
Ezért feltételezte, hogy egyeseka fizika jelenleg ismeretlen törvénye megakadályozza a zárt idő görbék előfordulását. Feltételezését a "kronológia védelmének hipotézisében" fejezte ki. De ez csak találgatás, és még nem tudni, hogy lehetséges -e az időutazás vagy sem.
Sötét próféciák
Élete utolsó éveiben Hawking számos sötét próféciát mondott az emberiség jövőjével kapcsolatban.
Abból a feltételezésből erednek, hogyA megfoghatatlan Higgs-bozon vagy "Isten részecskéje" egy vákuumbuborékot indíthat el, amely elnyeli az univerzumot, mielőtt ellenséges idegen inváziók és mesterséges intelligencia megragadná a hatalmat a Földön. Bár Stephen Hawkingnak sok mindenben igaza volt, csak remélni tudjuk, hogy ebben tévedett.
Olvass tovább
"Élő kövületek" keltek ki az amerikai sivatagban. Évtizedekig aludtak
Vessen egy pillantást Isaac Asimov könyveinek elemzéséből származó digitális művészetre
Branson, Bezos és Peresild: miért repülnek híres emberek az űrbe, és mit csinálnak ott
Kozmológiai szingularitás - implicita világegyetem állapota az ősrobbanás kezdeti pillanatában. Ez az egyik példa az általános relativitáselmélet (GR) és néhány más gravitációs elmélet által megjósolt gravitációs szingularitásokra.