/Наследие Стивена Хокинга

Наследие Стивена Хокинга

В ночь на 14 марта 2018 в возрасте 76 лет скончался самый известный современный ученый, физик-теоретик и космолог, популяризатор науки Стивен Уильям Хокинг.

Наследие Стивена Хокинга

Всю свою жизнь Стивен Хокинг посвятил науке и ее популяризации. Он изучал квантовую радиацию и теорию черных дыр, стал одним из исновоположников квантовой космологии. В 1988 в свет вышла его книга “Краткая история времени”, впоследствии продержавшаяся в списке бестселлеров более 5 лет, побив все рекорды. Простым языком, понятным любому человеку даже без предварительных научных знаний, он рассказал о происхождении, структуре, развитии и судьбе нашей Вселенной, объяснил понятие пространства-времени и поговорил о строительных кирпичиках всего сущего (таких как кварки) и фундаментальных силах (в частности, гравитации). Он просвятил нас о Большом взрыве и Черных дырах, и обсудил две основные теории, общей относительности и квантовой механики, которые современные ученые используют для описания Вселенной.

Продолжая традиции великого ученого, хотим рассказать вам о гипотезах, теориях и уравнениях, в которых увековечено его имя.

Излучение Хокинга-Зельдовича

В 1973 году Стивен Хокинг приезжает в Москву, где встречается с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. По воспоминаниям свидетеля событий незадолго до этого ученые обсуждали, как именно вращающаяся черная дыра должна излучать, пока сквозь этот гвалт не раздался голос ВладимираГрибова, советского физика-теоретика: “Не понимаю, а зачем дыре вращаться, она и в покое должна излучать — фотон с длиной волны больше шваршильдовского радиуса невозможно запереть!” Именно эту идею Зельдович и Старобинский представили Хокингу, который на следующий же год теоретически ее обосновал. Многие считают это главное работой Стивена Хокинга. Поэтому гипотеза и была названа в его честь.

Излучение Хокинга — гипотетический процесс излучения черной дырой разнообразных элементарных частиц около горизонта событий, преимущественно фотонов (вспомните светящийся край черной дыры в Интерстелларе) — приводит к уменьшению массы и энергии черных дыр и как итог их “испарению”, поэтому черные дыры, которые не способны накапливать массу по теории всегда сжимаются и исчезают. К сожалению, несмотря на многочисленные попытки, пока что не удалось засечь “испарение” планковской черной дыры, — т.е. “микро черной дыры”, излучение которой должно быть сильнее, а исчезновение происходить быстрее, — чтобы подтвердить гипотезу.

Наследие Стивена Хокинга

(wiki)

Масса или энергия Хокинга

Масса или энергия Хокинга — это одно из возможных определений массы в общей теории относительности. Эту собственную теорию массы Стивен Хокинг разработал еще в 60-х годах и по сей день она остается одной из самых популярных, благодаря относительной простоте: ее легко рассчитать, но она редко обладает всеми нужными физикам свойствами, хотя и хорошо работает в пространствах плоского времени, где учитывается только настоящее, без прошлого и будущего.

Масса или энергия Хокинга вычисляется из измерения искривления входящих и исходящих лучей света, ортогональных сфере, окружающей тот регион космоса, массу которого мы хотим вычислить.

Наследие Стивена Хокинга

Теоремы сингулярности Пенроуза-Хокинга

Теоремы сингулярности Пенроуза-Хокинга — это семейство результатов общей теории относительности, призванных ответить на вопрос, как гравитация произодит сингулярности.

Именно так Стивен Хокинг вместе Роджером Пенроузом доказали, что сингулярности пространства-времени являются физическими особенностями решений уравнений Эйнштейна для гравитационного поля, вытекают из них. Сами эти решения были найдены еще в 1916-м году Карлом Шварцшильдом, почти сразу после того, как Альберт Эйнштейн представил свою Общую теорию относительности, но никто тогда еще не называл это “черной дырой”.

Читайте также: “Чтобы проверить уравнения Эйнштейна, нужно ткнуть черную дыру”

Парадокс потери информации и спор Торна-Хокинга-Прескилла

5 февраля 1997-го года Кип Торн, Стивен Хокинг и Джон Прескилл, три известных физика и космолога, подписали официальный документоб исходе спора по поводу парадокса потери информации. 

Исчезновение информации в черной дыре или парадокс потери информации — явление, которое должно происходить, если черная дыра подчиняется термодинамическому описанию, предложенному Стивеном Хокингом. Но в то же время оно не совместимо с принципами квантовый механики. Отсюда и возникает парадокс, разрешение которого — важный шаг в пониманию квантовой гравитации.

Торн и Хокинг утверждают, что информация, — то есть частицы, — выделяемая в излучении Хокинга, должна быть ‘новой’. Прескилл же считает, что любая излучаемая черной дырой информация, связана с информацией, которая до этого в нее попала. Тот, кто выиграет спор, получит любую энциклопедию по выбору, из которой “можно выделить информацию, когда душе угодно”.

В 2004-м году Хокинг анонсировал, что разрешил парадокс, и в честь этого отправил Прескиллу энциклопедию о бейсболе, предложив ее сжечь, чтобы получить ту самую “бесполезную” информацию, излучаемую черной дырой. Потом он даже пошутил, что “стоило сразу отправить ему пепел”. Впрочем, Торна, сторонника Хокинга по спору, разрешение парадокса не убедило. И спор продолжился.

В 2015-м году Хокинг предложил новую идею, которая поможет разрешить парадокс, но к согласию ученые так и не пришли.

Наследие Стивена Хокинга

Великий популяризатор

Стивен Хокинг был атеистом, опасался инопланетян, устраивал вечеринки для путешественников из будущего и предостерегал нас от бесконтрольного развития искусственного интеллекта. Он не боялся вступать в споры, признавал ошибки, шутил и всегда-всегда придумывал нечто новое. Он писал о науке и для взрослых, и для детей, и искренне верил, что:

Главный враг знания не невежество, а иллюзия знания.

Наследие Стивена Хокинга

Стивен Уильям Хокинг (8 января 1942–14 марта 2018)

14.03.2018 Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен | Наследие Стивена Хокинга