Stephen Hawking a fost unul dintre cei mai mari fizicieni teoreticieni ai timpului nostru, a cărui carieră sa întins pe mai mult de 50 de ani.
Hawking a lucrat pentru intelectuali avansatifrontierele fizicii, iar teoriile sale păreau adesea bizare. În orice caz, la momentul când le-a exprimat prima dată. Cu toate acestea, ele sunt acceptate încet, dar sigur în comunitatea științifică. De la opinii revoluționare asupra găurilor negre până la explicarea modului în care a început universul, iată câteva dintre teoriile sale care au fost deja confirmate și nu au fost confirmate.
Big Bang a câștigat
Hawking a început să-și scrie teza de doctorat într-un moment în care exista o dezbatere aprinsă în comunitatea științifică despre cum a început universul.Două idei rivale au avut propriul lor mod de a explica începutul tuturor lucrurilor: teoria Big Bang și teoria stabilității.Ambii au recunoscut că universul se extinde, dar în primul se extinde dintr-o stare ultra-compactă, superdensă, în timp ce al doilea presupune că universul se extinde pentru totdeauna, cu materie nouă creată în mod constant pentru a menține o densitate constantă.
Hawking a arătat în disertația sa că teoriastarea de echilibru este matematic contradictorie cu sine. Fizicianul a susținut că universul a început ca un punct infinit de mic, infinit de dens - cu o singularitate. Astăzi, descrierea lui Hawking este aproape universal acceptată de savanți.
Găurile negre sunt reale
Numele lui Hawking este cel mai mult asociat cu negrii.găuri - un alt fel de singularitate. Aceste obiecte se formează atunci când o stea se prăbușește sub propria sa gravitație. Problema a fost că, deși existența găurilor negre se încadrează în teoria generală a relativității a lui Einstein, aceasta a contrazis fizica cuantică. Hawking a atras atenția asupra găurilor negre la începutul anilor 1970.
Imaginea First Event Horizon a unei găuri negre - publicată de Fundația Națională pentru Știință în 2019
Potrivit unui articol din Nature, el a combinat ecuațiileEinstein cu ecuațiile mecanicii cuantice pentru a demonstra posibilitatea apariției găurilor negre. Ca urmare, ceea ce era o abstractizare teoretică s-a transformat într-o teorie viabilă. Dovada finală că Hawking a avut dreptate a venit în 2019, când telescopul Event Horizon a capturat o imagine în direct a unei găuri negre supermasive pândind în centrul galaxiei gigantice Messier 87.
Găurile negre își iau numele de la faptecă gravitația lor este atât de puternică încât fotonii sau particulele de lumină nu le pot părăsi. Dar în primele sale scrieri pe această temă, Hawking a susținut că situația nu este atât de simplă.
Radiația Hawking
Găurile negre își iau numele de la faptul că gravitația lor este atât de puternică încât fotonii sau particulele de lumină nu le pot părăsi. Dar în primele sale scrieri pe această temă, Hawking a simțit diferit.
Aplicarea teoriei cuantice și anume ideea decă perechile de „fotoni virtuali” ar putea fi create spontan din nimic, și-a dat seama că unele dintre aceste particule au fost aparent emise din gaura neagră. Această teorie, numită acum radiație Hawking, a fost confirmată recent într-un experiment de laborator la Institutul de Tehnologie Technion Israel, Israel. În loc de o adevărată gaură neagră, cercetătorii au folosit un analog acustic - o „găură neagră sonică” din care undele sonore nu pot scăpa. Ei au găsit echivalentul radiației Hawking exact așa cum au prezis fizicienii.
Paradoxul informației
Existența radiațiilor Hawking creează un gravproblema pentru teoreticieni. Conform calculelor lui Hawking, găurile negre ar trebui să emită particule elementare și să se evapore în timp. Acesta pare să fie singurul proces fizic care „elimină” informațiile din univers. Aceasta înseamnă că proprietățile de bază ale materialului din care s-a format gaura neagră se pierd pentru totdeauna; radiațiile emise nu ne spun nimic despre ele. Cu toate acestea, acest lucru este contrar principiilor generale ale mecanicii cuantice. Această contradicție este numită „paradoxul informației”, iar omul de știință a lucrat la rezolvarea acesteia în ultimii 40 de ani.
Hawking credea că, de fapt, informații desprecompoziția găurilor negre nu se pierde. În 2016, profesorul a declarat că este stocat într-un nor de particule cu energie zero care înconjoară o gaură neagră – omul de știință a numit-o „puful ușor” în articolul său Black Hole Entropy and Soft Hair.
Titlul articolului este atât de ciudat la prima vedereeste o referire la teorema fizică „fără păr” pentru o gaură neagră, unde „părul” este o metaforă a informațiilor despre materia pe care gaura neagră o absoarbe și nu o eliberează înapoi. Este dedicat paradoxului informației: omul de știință încearcă de câteva decenii să înțeleagă ce se întâmplă cu informațiile din găurile negre. Dar teorema „părosului” a găurii negre a lui Hawking este doar una dintre numeroasele ipoteze prezentate, iar astăzi paradoxul informațional rămâne nerezolvat.
Multivers
Unul dintre subiectele la care a lucrat Hawking la finalviață, a existat teoria multiversului - ideea că universul nostru, care a apărut ca urmare a Big Bang-ului, este doar unul dintr-un număr infinit de „universuri cu bule” coexistente.
Cu toate acestea, Hawking nu a fost mulțumit de presupunereunii oameni de știință că orice situație ridicolă pe care ți-o poți imagina se întâmplă chiar acum undeva în acest număr infinit de universuri paralele. Așadar, în ultimul său articol din 2018, în propriile sale cuvinte, Hawking „a încercat să îmblânzească multiversul”. El a propus un nou cadru matematic care, fără a abandona multiversul ca întreg, l-a făcut finit, nu infinit. Dar, ca în orice speculație despre universuri paralele, nu avem idee dacă ideile lui sunt corecte. Și este puțin probabil ca oamenii de știință să poată testa ideea lui în viitorul apropiat.
Ipoteza despreSecuritateCronologie
Oricât de surprinzător pare, legile fizicii sunt prezenteîn sensul în care le înțelegem astăzi – nu interziceți călătoria în timp. Soluțiile la ecuațiile relativității generale ale lui Einstein includ „curbe de timp închise” care vor permite unei persoane să se întoarcă în trecutul său. Dar, din nou, Hawking nu era mulțumit de asta - era sigur că călătoria în timp înapoi generează paradoxuri logice care sunt pur și simplu imposibile.
Prin urmare, el a presupus că uniio lege necunoscută în prezent a fizicii împiedică apariția curbelor de timp închise. El și-a exprimat presupunerea în „ipoteza protecției cronologiei”. Dar aceasta este doar o presupunere și încă nu se știe dacă călătoria în timp este posibilă sau nu.
Profeții întunecate
În ultimii ani ai vieții sale, Hawking a făcut o serie de profeții întunecate cu privire la viitorul umanității.
Ele variază de la presupunerea căEvazivul boson Higgs, sau „particulă a lui Dumnezeu”, ar putea declanșa o bulă de vid care cuprinde universul, înainte ca invaziile extraterestre ostile și inteligența artificială să preia puterea pe Pământ. Deși Stephen Hawking a avut dreptate în multe lucruri, nu putem decât să sperăm că a greșit în privința asta.
Citeste mai mult
„Fosilele vii” au apărut în deșertul american. Au dormit zeci de ani
Aruncă o privire la arta digitală realizată din analiza cărților lui Isaac Asimov
Branson, Bezos și Peresild: de ce oamenii celebri zboară în spațiu și ce fac acolo
Singularitate cosmologică - Presupusăstarea Universului în momentul inițial al Big Bang-ului. Este unul dintre exemplele de singularități gravitaționale prezise de relativitatea generală (GR) și de câteva alte teorii ale gravitației.