Stīvens Hokings bija viens no mūsu laika izcilākajiem teorētiskajiem fiziķiem, kura karjera ilga vairāk nekā 50 gadus.
Hokings strādāja pie progresīva intelektuālafizikas robežas, un viņa teorijas bieži šķita dīvainas. Jebkurā gadījumā laikā, kad viņš tos pirmo reizi izteica. Tomēr tie lēnām, bet noteikti tiek pieņemti zinātnieku aprindās. No revolucionāriem uzskatiem par melnajiem caurumiem līdz izskaidrojumam, kā sākās Visums, šeit ir dažas viņa teorijas, kas jau ir apstiprinātas un nav.
Lielais sprādziens uzvarēja
gadā Hokings sāka rakstīt savu doktora disertācijutas brīdis, kad zinātnieku aprindās notika karstas debates par to, kā sākās Visums. Divas konkurējošas idejas izskaidroja visa sākumu savā veidā: Lielā sprādziena teorija un stabilitātes teorija. Abi pieņēma, ka Visums izplešas, bet pirmajā tas izplešas no īpaši kompakta, īpaši blīva stāvokļa, bet otrajā pieņem, ka Visums izplešas uz visiem laikiem, kamēr nepārtraukti tiek radīta jauna matērija, lai uzturētu nemainīgu blīvumu.
Hokings savā disertācijā parādīja, ka teorijalīdzsvara stāvoklis ir matemātiski pretrunā ar sevi. Fiziķis apgalvoja, ka Visums sākās kā bezgala mazs, bezgalīgi blīvs punkts - ar singularitāti. Mūsdienās Hokinga apraksts zinātnieku vidū ir gandrīz vispārpieņemts.
Melnie caurumi ir reāli
Hokinga vārds visvairāk saistīts ar melnajiem.caurumi - cita veida savdabība. Šie objekti veidojas, kad zvaigzne sabrūk zem savas smaguma. Problēma bija tā, ka, lai gan melno caurumu esamība iekļaujas Einšteina vispārējā relativitātes teorijā, tā bija pretrunā ar kvantu fiziku. Hokings pievērsa uzmanību melnajiem caurumiem septiņdesmito gadu sākumā.
Pirmā notikuma horizonta melnā cauruma attēls - Nacionālais zinātnes fonds izlaida 2019
Saskaņā ar rakstu Nature viņš apvienoja vienādojumusEinšteins ar kvantu mehānikas vienādojumiem, lai pierādītu melno caurumu iespējamību. Tā rezultātā agrāk teorētiskā abstrakcija pārvērtās par dzīvotspējīgu teoriju. Galīgais pierādījums tam, ka Hokingam bija taisnība, parādījās 2019. gadā, kad Event Horizon teleskops iemūžināja tiešu supermasīva melnā cauruma attēlu, kas slēpjas milzu galaktikas Messier 87 centrā.
Melnie caurumi savu nosaukumu ieguvuši no faktaka to smagums ir tik spēcīgs, ka fotoni vai gaismas daļiņas nevar tos atstāt. Bet savos agrīnajos rakstos par šo tēmu Hokings apgalvoja, ka situācija nav tik vienkārša.
Hokinga starojums
Melnie caurumi savu nosaukumu ieguvuši no tā, ka to smagums ir tik spēcīgs, ka fotoni vai gaismas daļiņas nevar tos atstāt. Bet savos agrīnajos rakstos par šo tēmu Hokings jutās savādāk.
Piemērojot kvantu teoriju, proti, idejuka “virtuālo fotonu” pāri varēja spontāni izveidot no nekā, viņš saprata, ka dažas no šīm daļiņām acīmredzot tika emitētas no melnā cauruma. Šī teorija, ko tagad sauc par Hokinga starojumu, nesen tika apstiprināta laboratorijas eksperimentā Izraēlas Technion Israel Tehnoloģiju institūtā. Īsta melnā cauruma vietā pētnieki izmantoja akustisko analogu - "skaņas melno caurumu", no kura skaņas viļņi nevar izkļūt. Viņi atrada Hokinga starojuma ekvivalentu tieši tā, kā fiziķi bija paredzējuši.
Informācijas paradokss
Hokinga starojuma esamība rada nopietnuteorētiķu problēma. Saskaņā ar Hokinga aprēķiniem, melnajiem caurumiem vajadzētu izstarot elementāras daļiņas un laika gaitā iztvaikot. Šķiet, ka tas ir vienīgais fiziskais process, kas "izņem" informāciju no Visuma. Tas nozīmē, ka materiāla, no kura tika izveidots melnais caurums, pamatīpašības tiek zaudētas uz visiem laikiem; izejošais starojums mums neko par tiem nestāsta. Tomēr tas ir pretrunā ar kvantu mehānikas vispārējiem principiem. Šo pretrunu sauc par "informācijas paradoksu", un zinātnieks pēdējos 40 gadus strādā pie tās risinājuma.
Hokings uzskatīja, ka patiesībā informācija parmelno caurumu sastāvs nav zaudēts. 2016. gadā profesors paziņoja, ka tas tiek uzglabāts nulles enerģijas daļiņu mākonī, kas ieskauj melno caurumu - zinātnieks to savā rakstā nosauca par "vieglu pūku".
Raksta nosaukums no pirmā acu uzmetiena ir tik dīvainsir atsauce uz fizisko “bez matu teorēmu” melnajam caurumam, kur “mati” ir metafora informācijai par matēriju, ko melnais caurums absorbē un neatbrīvo. Tas ir veltīts informācijas paradoksam: zinātnieks jau vairākus gadu desmitus cenšas saprast, kas notiek ar informāciju melnajos caurumos. Bet Hokinga “matainais” melnā cauruma teorēma ir tikai viena no vairākām izvirzītajām hipotēzēm, un šodien informācijas paradokss paliek neatrisināts.
Multiverse
Viena no tēmām, ar kuru Hokings beigās strādājadzīve, pastāvēja multiversuma teorija - ideja, ka mūsu Visums, kas parādījās Lielā sprādziena rezultātā, ir tikai viens no bezgalīgi daudzām līdzās esošajām "burbuļu Visumiem".
Tomēr Hokings nebija apmierināts ar pieņēmumudaži zinātnieki, ka jebkura smieklīga situācija, kādu jūs varat iedomāties, notiek tieši tagad kaut kur šajā bezgalīgajā paralēlo visumu kopumā. Tātad, savā pēdējā rakstā 2018. gadā, pēc saviem vārdiem, Hokings "mēģināja pieradināt multivisumu". Viņš ierosināja jaunu matemātisko ietvaru, kas, neatsakoties no multiversuma kopumā, padarīja to par galīgu, nevis bezgalīgu. Bet, tāpat kā jebkuras spekulācijas par paralēliem Visumiem, mums nav ne jausmas, vai viņa idejas ir pareizas. Un maz ticams, ka zinātnieki tuvākajā laikā spēs pārbaudīt viņa ideju.
Hipotēze pardrošībuhronoloģija
Lai cik pārsteidzoši tas izklausītos, fizikas likumi ir spēkātādā nozīmē, kādā mēs tos saprotam šodien - neaizliedz ceļot laikā. Einšteina vispārējās relativitātes vienādojumu risinājumi ietver "slēgtās laika līknes", kas ļaus cilvēkam atgriezties savā pagātnē. Bet atkal Hokings ar to nebija apmierināts - viņš bija pārliecināts, ka ceļošana laikā atpakaļ rada loģiskus paradoksus, kas ir vienkārši neiespējami.
Tāpēc viņš pieņēma, ka dažiPašlaik nezināms fizikas likums neļauj rasties slēgtām laika līknēm. Viņš izteica savu pieņēmumu "hipotēzes par hronoloģijas aizsardzību". Bet tas ir tikai minējums, un vēl nav zināms, vai ceļošana laikā ir iespējama vai nē.
Tumši pravietojumi
Pēdējos dzīves gados Hokings izteica virkni tumšu pravietojumu par cilvēces nākotni.
Tie svārstās no pieņēmuma, kaNenotveramais Higsa bozons jeb “Dieva daļiņa” varētu izraisīt vakuuma burbuli, kas pārņem Visumu, pirms naidīgie citplanētiešu iebrukumi un mākslīgais intelekts pārņem spēku uz Zemes. Lai arī Stīvenam Hokingam daudzās lietās bija taisnība, mēs varam tikai cerēt, ka viņš šajā sakarā kļūdījās.
Lasīt vairāk
Amerikas tuksnesī izšķīlušās "dzīvās fosilijas". Viņi gulēja gadu desmitiem
Apskatiet digitālo mākslu, kas veidota, analizējot Īzāka Asimova grāmatas
Brensons, Bezoss un Peresilda: kāpēc slaveni cilvēki lido kosmosā un ko viņi tur dara
Kosmoloģiskā singularitāte - netiešiVisuma stāvoklis Lielā sprādziena sākuma brīdī. Tas ir viens no gravitācijas īpatnību piemēriem, ko paredz vispārējā relativitāte (GR) un dažas citas gravitācijas teorijas.