Что открыл stephen hawking
1.Хокинг разработал теорию о том, что черные дыры «испаряются» за счет особого излучения, которое потом назвали его именем.
До этого открытия ученые считали, что черные ничего не излучают, а лишь поглощают. Он доказал, что черные дыры не совсем черные, так как излучают остаточную радиацию.
Также Хокинг делает вывод, что черные дыры существуют не вечно: они излучают все более сильный ветер и, в конце концов, исчезают в результате гигантского взрыва.
2.Вселенная создала себя сама
Эта теория Хокинга посвящена вопросу создания вселенной, у которой, по мнению ученого, не было начала и самого момента творения. Ученый предположил, что есть другое направление движения времени (не только вперед или назад), и выдвинул теорию о воображаемом времени, для которого вообще не существует понятий «начала» или «конец».
До 20 века считалось, что Вселенная вечна и неизменна. Хокинг доступным языком доказал, что это не так.В свете от далеких галактик происходит смещение в сторону красной части спектра. Это означает, что они удаляются от нас, что Вселенная расширяется
4.Кварки не бывают одиноки
Кварки — элементарные частицы, из которых состоят протоны и нейтроны. Хокинг доказал, что существуют только группами и никогда — по одному. Сила, которая связывает кварки, увеличивается с увеличением расстояния между ними. Если попытаться оттянуть один кварк от другого, они только с большей силой притянутся.
5.Теория сжатия Вселенной
Хокинг думал о том, что произойдет, когда Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматся,она вернется в упорядоченное состояние. В таком случае, с началом сжатия время должно было повернуть вспять. Люди в этой стадии проживали бы жизнь задом наперед и молодели по мере сжатия Вселенной.
6.Существует огромное число Вселенных
Во Вселенной со 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит сотни миллионов звезд, маловероятно, что Земля является единственным местом, где развивается жизнь.
Мы привыкли, что великие Ньютон, Максвелл, Тесла, Планк, Бор, Эйнштейн (тут может быть еще много имен) жили когда-то давно, очень далеко от нас. В этот ряд можно смело вносить имя Стивена Хокинга, нашего современника.
Рассмотрим знаменитые открытия физика и поймем, почему вместе с ним ушла эпоха.
Стивен Хокинг и деньги
Всемирный ученый был не только выдающимся специалистом и обладателем редкого ума, но и весьма отважным человеком, который никогда не впадал в отчаяние. Пересев на инвалидное кресло и находившись в скромном статусе преподавателя ВУЗа, однажды Стивенг Хокинг решил, что будет зарабатывать деньги с помощью науки.
Испарение чёрных дыр
Хокинг и его коллеги по праву гордились законами механики ЧД, но они считали их просто формальной аналогией, а не буквальной связью гравитации и термодинамики. В 1972 году выпускник Принстонского университета, Яаков Бекенштейн, предположил, что здесь кроется нечто большее. На базе гениальных мысленных экспериментов он предположил, что поведение ЧД не просто похоже на термодинамику, это термодинамика и есть. В частности, у ЧД есть энтропия.
Как многие смелые идеи, эта идея встретила сопротивление экспертов – а в тот момент мировым экспертом по ЧД был Стивен Хокинг. Хокинг скептически отнёсся к ней, и не зря. Если бы механика ЧД оказалась формой термодинамики, это означало бы, что у ЧД есть температура. А объекты, обладающие температурой, излучают – знаменитое «излучение чёрного тела», игравшее центральную роль в разработке квантовой механики. Так что, если Бекенштейн был прав, это означало бы, что ЧД на самом деле не чёрные (хотя сам Бекенштейн так далеко в своих утверждениях не заходил).
Чтобы серьёзно подойти к этой проблеме, необходимо расширить внимание за пределы самой ОТО, поскольку теория Эйнштейна чисто «классическая» – она не включает в себя идеи квантовой механики. Хокинг знал, что русские физики Алексей Старобинский и Яков Зельдович занимались изучением квантовых эффектов вблизи чёрных дыр и предсказали такой эффект, как «суперизлучение». Точно так же, как Пенроуз показал, что из вращающейся чёрной дыры можно извлечь энергию, Старобинский и Зельдович показали, что вращающиеся чёрные дыры могут спонтанно испускать излучение благодаря эффектам квантовой механики. Хокинг не был экспертом по техникам квантовой теории поля, поскольку в то время в этой области разбирались специалисты по физике частиц, а не по ОТО. Но он быстро учился, и набросился на сложную задачу понимания квантовых аспектов ЧД, чтобы найти ошибку у Бекенштейна.
Вместо этого он удивил сам себя и в процессе перевернул теоретическую физику с ног на голову. Он обнаружил, что Бекенштейн был прав – у ЧД имеется энтропия – и что невероятные следствия этой идеи также были верны – чёрные дыры не полностью чёрные. Сегодня мы называем это свойство ЧД «энтропией Бекенштейна-Хокинга», и они испускают «излучение Хокинга» при их «температуре Хокинга».
«На пальцах» можно понять излучение Хокинга следующим образом. Квантовая механика говорит (кроме прочего), что систему нельзя насильно привести к определённому классическому состоянию; всегда существует внутренняя неопределённость в том, что вы увидите, взглянув на неё. Это верно даже для пустого пространства – если смотреть достаточно пристально, то, что казалось пустым пространством, окажется наполненным «виртуальными частицами», постоянно возникающими и исчезающими. Хокинг показал, что вблизи ЧД пара виртуальных частиц может разлучиться, и одна из них упадёт в ЧД, а другая убежит в качестве излучения. Удивительно, что с точки зрения внешнего наблюдателя падающая внутрь частица будет обладать отрицательной энергией. В результате излучение постепенно забирает массу у ЧД – и та испаряется.
Результат Хокинга оказал очевидное и выдающееся влияние на наше понимание ЧД. Вместо того, чтобы стать космическим тупиком, в котором материя и энергия навсегда исчезают, они оказались динамическими объектами, которые рано или поздно полностью исчезнут. Что более важно для теоретической физики, это открытие подняло вопрос, на который у нас до сих пор нет ответа: когда материя падает в ЧД, а затем ЧД полностью исчезает, куда девается информация?
Если взять энциклопедию и бросить её в огонь, вы можете посчитать, что содержащаяся в ней информация исчезла навсегда. Но по законам квантовой механики она никуда не пропадала; если бы вы смогли уловить все частички света и пепла, появившиеся из огня, в принципе можно было бы в точности воссоздать всё, что попало в огонь – даже страницы книги. Но ЧД, если принять результат Хокинга, как есть, полностью уничтожают информацию – по крайней мере, с точки зрения внешнего мира. Эта загадка называется «информационным парадоксом», и она мучает физиков уже несколько десятилетий.
В последние годы прогресс в понимании квантовой гравитации (на уровне мысленных экспериментов) убеждает всё большее количество людей, что информация сохраняется. В 1997 году Хокинг поспорил с американскими физиками Кипом Торном и Джоном Прескилом; Хокинг и Торн говорили, что информация уничтожается, Прескил говорил, что информация сохраняется. В 2007 Хокинг уступил, и признал, что ЧД на самом деле не уничтожают информацию. Однако Торн не сдался, да и сам Прескил считает, что этот вывод был преждевременным. Излучение и энтропия ЧД остаются центральными направлениями поисков на пути улучшения понимания квантовой гравитации.
Квантовая космология
Работа Хокинга над излучением ЧД основывалась на смеси квантовых и классических идей. В его модели ЧД оценивается с классической точки зрения, по правилам ОТО. При этом виртуальные частицы вблизи ЧД оцениваются по правилам квантовой механики. Конечная цель многих физиков-теоретиков – построить истинную теорию квантовой гравитации, в которой само пространство-время было бы частью квантовой системы.
И если есть место, в котором квантовая механика и гравитация играют важнейшую роль, так это начало Вселенной. И именно этому вопросу, что неудивительно, Хокинг посветил последнюю часть своей карьеры. И этим он утвердил план работ по амбициозному физическому проекту понимания истоков возникновения Вселенной.
В квантовой механике у системы нет местоположения или скорости; её состояние описывается «волновой функцией», которая сообщает нам вероятность того, при измерении системы мы получим определённое местоположение или скорость. В 1983 году Хокинг и Джеймс Хартл опубликовали работу под простым названием: «Волновая функция Вселенной». Они предложили простую процедуру, исходя из которой – в принципе! – можно было бы подсчитать состояние всей Вселенной. Нам неизвестно, является ли волновая функция Хартла-Хокинга на самом деле правильным описанием Вселенной. Поскольку у нас нет полной теории квантовой гравитации, мы даже не знаем, осмыслена ли такая процедура. Но их работа показала, что можно говорить о самом начале существования Вселенной в научных терминах.
Изучение истоков Вселенной предлагает возможности объединения квантовой гравитации с наблюдаемыми особенностями Вселенной. Космологи считают, крохотные изменения плотности материи с самых ранних времён постепенно выросли в распределение звёзд и галактик, наблюдаемых нами сегодня. Полная теория происхождения Вселенной могла бы предсказать эти изменения, и выполнение этой программы является одним из основных занятий современных физиков. Хокинг сделал несколько вкладов в эту программу, как со стороны своей волновой функции Вселенной, так и в контексте модели «инфляционной Вселенной», предложенной Аланом Гутом.
Стивен Хокинг, удостоенный множества наград физик, автор таких известных книг, как «Краткая история времени» и «Вселенная в ореховой скорлупе», разошедшихся многомилионными тиражами по всему миру, умер рано утром в среду, сообщил представитель семьи. Ему было 76 лет.
Семья не раскрывает причин смерти, однако говорит, что он «умер мирно» в своем доме в Кембридже, Англии.
«Мы глубоко огорчены тем, что наш любимый отец скончался сегодня. Он был великим ученым и необыкновенным человеком, чья работа и наследие будут жить много лет», — говорится в заявлении семьи. «Его мужество и настойчивость с его блеском и юмором вдохновили людей по всему миру. Однажды он сказал: „Это не было бы большой частью Вселенной, если бы она не была домом для людей, которых Вы любите“. Мы будем скучать по нему всегда».
Хокинг считался одним из ведущих голосов в науке из-за его обширных исследований и работы, связанных с пониманием Вселенной.
«Я никогда не ожидал, что доживу до 75, поэтому мне очень повезло, что я смогу задуматься о своем наследии», — сказал Хокинг в интервью BBC в прошлом году.
Он сделал несколько крупных открытий на протяжении всей своей карьеры, и однажды сказал, что его самым большим достижением было открытие, что чёрные дыры не совсем чёрные.
«Я думаю, что моим самым большим достижением станет моё открытие, что чёрные дыры не совсем чёрные», — сказал он, добавив, что это открытие будет иметь решающее значение для «понимания того, как можно разрешить парадоксы между квантовой механикой и общей теорией относительности. Из них есть выход и, возможно, даже в другую Вселенную. Если Вы чувствуете, что попали в чёрную дыру, не сдавайтесь — оттуда есть выход».
В интервью 2010 года в «World New Tonight» ABC Хокинга спросили о лучшем совете отца, который он дал.
«Вот самые важные советы, которые я передал своим детям», — сказал он. «Не забывайте смотреть на звёзды, а не себе под ноги. Никогда не бросайте работу. Работа даст Вам смысл и цель, без неё жизнь пуста. Если Вам повезло найти любовь, помните, что это редкость и не теряйте её».
Вот график жизни Стивена Хокинга, составленный Associated Press:
8 января 1942 года — родился в Оксфорде, Англия, старший из четырех детей, родившихся у Франка Хокинга, биолога, и Изабель Хокинг, секретаря медицинских исследований.
1952 — поступает в школу Св. Альбана.
1959 — получает стипендию для обучения в Университетском колледже, Оксфорд, в котором он изучает направление «Естественные науки».
1962 — начинает изыскания в области космологии в Кембриджском университете.
1963 — в возрасте 21 года Стивену диагностируют дегенеративное расстройство нерва ALS или болезнь Лу Герига. Тогда врачи сказали, что жить ему осталось два года.
14 июля 1965 года — женится на своей первой жене, Джейн Уайлд, студентке, изучающей современные языки, которую он повстречал в Кембридже.
1967 год — роился первый сын пары, Роберт.
1970 год — Джейн рожает дочь, Люси.
1974 год — в возрасте 32 лет избран членом Королевского общества, став одним из самых молодых людей, получивших такую честь.
1979 год — становится профессором математики в Кембридже, заняв престижный пост, который когда-то занимал Исаак Ньютон. Хокинг занимает пост до 2009 года. Джейн рождает третьего ребёнка, Тимоти.
1985 год — во время своего визита в Европейскую организацию по ядерным исследованиям CERN в Женеве (Швейцария), Стивен Хокинг заболел пневмонией. В больнице его подключили к аппарату принудительной вентиляции легких и таким образом поддерживали жизнь ученого. Но позже, в связи с тяжестью болезни, врачи предложили супруге физика отключить его от аппаратов жизнеобеспечения. После твёрдого отказа жены Стивена Хокинга транспортировали в Кембридж. Здесь, в местной больнице, ему сделали операцию, в результате которой он смог вновь самостоятельно дышать, но навсегда утратил способность говорить. В следующем году он начинает общаться с использованием электронного синтезатора голоса, получив свой знаменитый «роботический голос», с которым его отождествляют. Именно по тому он использовал этот древний аппаратный синтезатор речи до конца своих дней.
1988 год — публикует «Краткую историю времени», книгу о космологии, предназначенную для широкой публики, которая становится мгновенным бестселлером.
1989 год — королева Елизавета II награждает его почётным званием.
1995 год — женится на своей медсестре, Элейн Мейсон.
2007 год — разводится с Элейн Мейсон.
2014 год — выходит автобиографический фильм о жизни Стивена Хокинга «Теория всего», на основе мемуара «Путешествие в бесконечность: моя жизнь со Стивеном» Джейн Хокинг.
Сегодня, в этот день, хотелось бы вспомнить о том, каким был Стивен Хокинг и чему он нас научил. Ниже я хочу представить Вам перевод документального фильма 2013 года. Фильм рассказывает о жизни этого удивительного человека со школьных лет и до сегодняшних дней, а также позволит Вам взглянуть на жизнь его глазами.
Лично меня Стивен научил не сдаваться и двигаться дальше:
«Мне сложно сказать что-либо хорошее о болезни двигательных нейронов. Но эта болезнь научила меня не жалеть себя, потому что у других дела бывали и похуже. Я продолжаю делать то, что я всё еще в состоянии делать. Как бы ни была сложна жизнь, всегда есть что-то, что Вы можете сделать и добиться в этом успеха. Я не боюсь смерти, но и умирать не спешу. Сперва я должен свершить ещё много дел. И я заметил, что даже люди, которые утверждают, что всё предопределено и что мы ничего не можем изменить, оглядываются по сторонам, прежде чем переходят дорогу».
«Когда Ваши ожидания сводятся к нулю, тогда Вы начинаете по-настоящему ценить то, что у Вас есть».
Черные дыры «испаряются»
Благодаря Стивену Хокингу мы узнали о черных дырах очень много. Раньше люди думали: все, что упало в черную дыру, исчезло бесследно. Но в рамках квантовой теории черные дыры должны излучать частицы, преимущественно фотоны. Это так называемое излучение Хокинга.
Пока что оно еще не было обнаружено экспериментально, но физики возлагают на него большие надежды. В частности, используя излучение Хокинга можно получить почти неисчерпаемый источник энергии.
Также в ходе споров со своими коллегами и исследований Хокинг признал, что ничто не исчезает бесследно. Другими словами, даже при падении в черную дыру, информация должна сохраняться. Это так называемый информационный парадокс, который представляет собой одну из основных проблем квантовой гравитации.
Научное наследие Стивена Хокинга
Стивен Хокинг – редкий пример учёного, одновременно являющегося знаменитостью и культурным феноменом. Однако он ещё и редкий пример культурного феномена с заслуженной славой. Его вклады можно охарактеризовать очень просто: Хокинг сделал больше вкладов в наше понимание гравитации, чем любой физик со времён Альберта Эйнштейна.
И слово «гравитация» тут очень важно. Большую часть карьеры Хокинга физики-теоретики в целом больше интересовались физикой частиц и другими силами природы – электромагнетизмом и сильным и слабым ядерными взаимодействиями. «Классическая» гравитация, игнорировавшая сложности квантовой механики, была полностью описана Эйнштейном в его общей теории относительности, а «квантовая» гравитация (квантовая версия общей теории относительности) казалась слишком сложной. Применив свой поразительный интеллект к наиболее хорошо известной силе природы, Хокинг смог выдать несколько результатов, очень удививших всё сообщество.
Без сомнения, самым главным результатом работы Хокинга стало понимание того, что чёрные дыры черны не полностью – они излучают, как и обычные объекты. До этой работы он доказал важные теоремы по поводу ЧД и сингулярностей, а после – изучал Вселенную в целом. В каждой фазе карьеры он делал те или иные ключевые вклады в науку.
Стивен Хокинг – выдающийся и всемирно известный ученый-теоретик в сфере физики и научный просветитель.
Стал популярен благодаря изучению Большого взрыва и написанию книги о происхождении и развитии Вселенной. Представил научному миру гипотезу об энергетических потерях черных дыр по горизонту событий.
Будущий ученый родился в Великобритании 8 января 1942 года. Его родители переехали в Лондон из Оксфорда, опасаясь немецких бомбежек во время Второй мировой войны. Отец Стивена трудился исследователем в медицинской организации, а мать – там же секретарем. Кроме Хокинга-младшего в семье были две сестры (Мэри и Филипп) и приемный ребенок, брат Стивена, Эдвард.
Стивен Хокинг: советы человечеству
Не нужно слушать абы кого. Иногда не нужно слушать даже маму. А вот таких людей, как Стивен Хокинг, послушать очень даже стоит.
Стивен Хокинг видел опасность в развитии искусственного интеллекта. По его мнению, машины очень скоро могут превзойти людей интеллектуально. А когда это произойдет, у машин появятся собственные желания, подобные человеческим. Для самих людей это не сулит ничего хорошего.
Также Хокинг был убежденным атеистом и верил в то, что инопланетяне существуют. При этом он не торопился познакомиться с ними, считая, что контакт с другой цивилизацией не пошел бы человечеству на пользу.
Скорее всего, внеземная цивилизация окажется более развитой, а мы будем на месте индейцев, когда те столкнулись с конкистадорами.
По мнению Стивена Хокинга, для выживания людям нужно будет покинуть землю. Из-за роста потребления энергии во второй половине 3-го тысячелетия с нашей старушки-Земли нужно будет «валить». А вот как – это уже другой вопрос. Переезд на новую планету – это вам не квартиру снять. Но, как говорится, захочешь жить, и не такое сделаешь.
Если у вас есть вопросы по учебе, вдохновитесь примерами Стивена Хокинга и Николы Теслы! Нерешабельных задач просто не существует, когда рядом есть такие примеры и профессиональный студенческий сервис.
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Вселенную можно описать одним уравнением
В квантовой механике состояние частицы описывается волновой функцией. Так как Вселенная возникла из сингулярности, ее тоже можно принять за частицу и описать одним уравнением.
Это уравнение – волновая функция Вселенной, которая описывает ее развитие от Большого Взрыва и далее. Составить такое уравнение – это одно, а составить без ошибок – совсем другое.
Вообще Хокинг сделал многое для объединения квантовой механики и общей теории относительности Эйнштейна.
«Жизнь была бы очень трагичной, если бы не была такой забавной.»
В начале 60-х гг. Стивену Хокингу поставили серьезный диагноз – боковой амиотрофический склероз, ведущий к развитию паралича. Специалисты пришли к выводу, что светилу мировой науки осталось жить только два года. К счастью, прогресс заболевания шел очень медленно.
Стивен Хокинг был студентом в Оксфордском университете и успешно завершил учебу в 1962 году, а спустя три года получил степень доктора философии в Кембридже, закончив диссертацию о расширяющихся вселенных. В дальнейшем ученый работал исследователем в колледжах и институтах астрономии, затем преподавал теорию гравитации. Под конец 60-х гг. Хокинг окончательно перешел на инвалидную коляску из-за активности своего недуга.
Научные открытия Стивена Хокинга
Главные открытия и работы Хокинга связаны с изучением космоса и черных дыр. Но это далеко не все. Ученый прожил 76 лет и успел многое. А начал он рано, еще в 1960-х. Уже тогда у Стивена Хокинга обнаружились симптомы болезни моторного нейрона, которая приковала его к коляске.
Несмотря на прогнозы врачей, которые пророчили Стивену от силы несколько лет, он прожил долгую жизнь, совершил множество открытий в физике, астрономии и космологии, полетал в невесомости и стал отцом аж троих детей! Истинное торжество разума, воли и чувства юмора.
Итак, что сделал и до чего додумался, и какие открытия совершил Стивен Хокинг?
«Я убежден, что наука и исследовательская деятельность приносят больше удовольствия, чем зарабатывание денег.»
И тогда ученый стал писать книги об устройстве Вселенной, где даже самые сложные термины были объяснены простыми словами. При этом он получил 12 ученых степеней и за отдельные достижения в области физики получал по 3 миллиона долларов. В результате Хокинг издал 17 книг по космологии, многие из которых стали бестселлерами. К моменту своего ухода из нашего мира ученому удалось заработать порядка 20 миллионов долларов.
Стивен Хокинг прожил долгую и счастливую жизнь, наполненную не только личными, но и мировыми открытиями. Он стал настоящим примером стойкости человеческого духа, заключенного в ограниченную физическую оболочку. Как истинный ученый, он также никогда не боялся смерти, хотя твердо был уверен, что за пределами земной жизни нет иных форм существования. При этом физик никогда не терял чувства юмора и любви к окружающему миру.
Стивен Хокинг ушёл от нас в середине марта 2018 в возрасте 76 лет. О нём написано уже множество статей, не исключая и мои недавние работы:
- "Самый выдающийся дар физике от Стивена Хокинга" – в основном об испарении чёрных дыр и информационном парадоксе.
- "Стивен Хокинг с трепетом относился к тому, какой чай пить" – о личной жизни и человеческой стороне.
- "Что бы сделал Стивен Хокинг?" – как я отказался от его предложения о работе, и в итоге вынес уроки из его способа взаимодействия с окружающим.
«Мы всего лишь развитые потомки обезьян на маленькой планете с ничем не примечательной звездой. Но у нас есть шансы постичь Вселенную. Это и делает нас особенными.»
Примечательно, что Хокинг регулярно расширял масштаб своей популярности, с удовольствием становясь прототипом персонажей во многих мультфильмах и сериалах. Его появление на телевидении, прежде всего, запомнится образами из «Симпсонов» и ролью в «Теории Большого взрыва», которая была создана во многом благодаря научным идеям британского физика.
Стивен Хокинг в течение всей жизни стремился ответить на вопросы прошлого и будущего и при этом был убежденным атеистом. Ученый считал, что черные дыры вполне могут содержать вход в параллельный мир, а люди способны научиться создавать малые черные дыры для потребления энергии.
Что открыл Стивен Хокинг ?
Основную известность английскому ученому принесли открытия сразу в нескольких направлениях:
Именно Стивен Хокинг совместно с физиком Роджером Пенроузом разработал в 70-х гг. на базе общей теории относительности и теории гравитации Эйнштейна теорию Большого взрыва, который создал Вселенную из-за расширения гравитационной сингулярности.
Стивен Хокинг сформулировал второй термодинамический закон черных дыр об увеличении их площади горизонта событий. Кроме этого, он внес значительный вклад в решение парадокса исчезновения информации в черных дырах.
С помощью квантовой физики Стивен Хокинг доказал: черные дыры испускают тепловое излучение вплоть до своего исчезновения. Данный процесс так и был назван в честь ученого – излучение Хокинга.
Отдельное внимание британский физик уделял зарождению галактик. Он был сторонником инфляционной модели Вселенной (идеи об ускоренном развитии горячей Вселенной на ранних стадиях Большого взрыва). Хокинг много рассказывал о том, как незначительные изменения на первых порах расширения Вселенной потом привели к появлению различных галактик.
Вместе с Джемсом Хартлом в 1983 году Стивен разработал теорию о волновой функции Вселенной. Эту модель используют физики со всего мира для разработки теории квантовой гравитации и вычислений. Основная идея теории – Вселенная произошла из ниоткуда, т.е. не обладает первопричиной.
Вселенная возникла из сингулярности
Сингулярность – это что-то очень маленькое, но очень тяжелое. Например, в центре черной дыры находится сингулярность – бесконечно малая точка с бесконечно большой плотностью.
Все, что падает в черную дыру, сначала попадает за горизонт событий, а потом в сингулярность, где заканчивает свое существование в привычном для нас виде.
Именно из такой точки и должен был начаться Большой Взрыв, что и доказал Стивен Хокинг на пару с математиком Роджером Пенроузом из Оксфорда.
Поскольку существует такая сила как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего. Самопроизвольное создание — причина того, почему существует Вселенная, почему существуем мы. Нет никакой необходимости в Боге для того, чтобы "зажечь" огонь и заставить Вселенную работать
Классический период
Работая над докторской диссертацией в Кембридже в середине 1960-х, Хокинг стал интересоваться вопросами происхождения и итоговой судьбы Вселенной. Подходящим инструментом для исследований этой проблемы была ОТО, теория Эйнштейна, описывающая пространство, время и гравитацию. Согласно ОТО, то, что мы ощущаем, как гравитацию, является отражением кривизны пространства-времени. Понимая, как кривизна создаётся материей и энергией, мы можем предсказать эволюцию Вселенной. Об этом можно говорить, как о «классическом» периоде Хокинга, чтобы противопоставить классическую ОТО и его более поздние исследования в области квантовой теории поля и квантовой гравитации.
Примерно в то же время Роджер Пенроуз из Оксфорда провёл примечательное доказательство: согласно ОТО, при очень широком спектре условий, пространство и время обрушатся внутрь себя и сформируют сингулярность. Если гравитация – это кривизна пространства-времени, то сингулярность – это такой момент времени, в который эта кривизна становится бесконечно большой. Теорема показала, что сингулярности не были просто какими-то диковинками; они являются важным свойством ОТО.
Результат Пенроуза применили к чёрным дырам – участкам пространства-времени, в которых гравитационное поле оказывается настолько сильным, что оттуда не может убежать даже свет. Внутри чёрной дыры в будущем таится сингулярность. Хокинг взял идею Пенроуза и вывернул её наизнанку, направив в прошлое Вселенной. Он показал, что при таких же общих условиях пространство должно было появиться из сингулярности: Большого взрыва. Современные космологи говорят (и запутывают всех) как о модели Большого взрыва, которая является очень успешной теорией, описывающей эволюцию расширяющейся Вселенной за миллиарды лет, так и о сингулярности Большого взрыва, пониманием которой мы пока не можем похвастаться.
Затем Хокинг обратил своё внимание на чёрные дыры. Ещё одним интересным результатом расчётов Пенроуза стало то, что из вращающейся чёрной дыры можно извлечь энергию, по сути, добывая энергию из её вращения, пока она не остановится. Хокинг сумел показать, что, хотя и возможно извлечь энергию, область горизонта событий, окружающего ЧД, в любых физических процессах будет увеличиваться. Эта «теорема площади» была важной как сама по себе, так и в отношении совершенно другой области физики: термодинамики, изучающей передачу тепла.
Термодинамика подчиняется набору знаменитых законов. К примеру, первый закон говорит о том, что энергия сохраняется, а второй, что энтропия – мера беспорядка Вселенной – у замкнутой системы никогда не уменьшается. Работая с Джеймсом Бардином и Брэндоном Картером, Хокинг предложил набор законов «механики чёрных дыр», аналогичных термодинамике. Как и в термодинамике, первый закон механики ЧД гарантирует сохранение энергии. Второй закон – теорема площади Хокинга, говорит о том, что площадь горизонта событий никогда не уменьшается. Иначе говоря, площадь горизонта событий ЧД очень похожа на энтропию термодинамической системы – со временем они увеличиваются.
Физика может быть понятной
Это не научное открытие в чистом виде, но огромная заслуга ученого. Стивен Хокинг мог описать свои открытия простым языком. Он популяризировал науку и пробудил к ней интерес широких масс. Согласитесь, довольна сложная задача в эпоху сериалов и расцвета развлекательных медиа.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Книги Хокинга «Краткая история времени», «Кратчайшая история времени», «Мир в ореховой скорлупке», «Высший замысел» и многие другие написаны практически без формул и громоздких математических выкладок.
Сам Хокинг не получал профильного математического образования. В первый год преподавания в Оксфорде он читал учебник, всего на две недели опережая своих студентов в пройденном материале.
Стивен Хокинг, как любой нормальный человек и исследователь, ошибался. Он, видимо, понимал, что в спорах рождается истина, и охотно заключал пари.
Например, в 1974 году Стивен Хокинг поспорил со своим другом Кипом Торном – тем самым физиком, который был консультантом и продюсером фильма «Интерстеллар». Спорили они о том, является ли объект Лебедь Х-1 черной дырой.
Хокинг утверждал, что нет. Торн настаивал на противоположном. К слову, Лебедь Х-1 – один из мощнейших в нашей галактике источников рентгеновского излучения.
Ждать пришлось долго, и только в 1990 году Хокинг на основе новых наблюдений за объектом спора признал, что проиграл. Лебедь Х-1 оказался черной дырой, так как в нем была обнаружена гравитационная сингулярность. А Кип Торн тогда выиграл годовую подписку на журнал «Пентхаус».
«Я понятия не имею, какой у меня IQ. Те, кого интересует их IQ, просто неудачники.»
В 1965 году Стивен впервые женился и стал отцом двух сыновей и дочки. Развод из-за ухудшения отношений состоялся в 90-х гг., после чего Хокинг женился на собственной сиделке. С ней он пробыл 11 лет, а в 2006 году опять развелся.
В конце 70-х гг. Хокинг стал профессором гравитационной физики, а чуть позже – математики. В этот же период Стивен стал членом Королевского общества в Лондоне и даже дважды приезжал в СССР, обсуждая идеи черных дыр и квантовой теории гравитации.
В 1985 году Стивен пережил воспаление легких и утратил речевую способность. Синтезатор вербальной функции был установлен на кресло ученого, которым Хокинг управлял с помощью указательного правого пальца, а потом – мимической лицевой мышцы.
В 2007 году Стивен Хокинг осуществил полет в невесомости на специализированном самолете. Это была его мечта.
Скончался ученый 14 марта 2018 года в возрасте 76 лет.
Черные дыры могут обеспечить нас энергией
Стивен Хокинг предсказал образование микроскопических черных дыр во время Большого Взрыва. Такие черные дыры, испаряясь, выделяют энергию, а заканчивают свое существование взрывом. Причем, чем меньше становится масса дыры, тем сильнее излучение Хокинга.
Хокинг полагал, что можно создать микроскопическую черную дыру искусственным путем и использовать ее излучение для получения энергии.
Черная дыра размером с гору будет вырабатывать рентгеновское и гамма-излучение с общей мощностью примерно в 10 миллионов мегаватт, чего хватит на питание электрических приборов всей Земли
Правда, черная дыра величиной с гору, окажись она вдруг на Земле, может устроить здесь настоящую катастрофу и расстроить все планы на выходные. Так что такой источник энергии придется держать на безопасном расстоянии. Например, на орбите, или вообще в другом измерении.
Читайте также: