Самый знаменитый физик современности Стивен Хокинг умер утром 14 марта в своем доме в английском Кембридже.
Он тяжело болел и последние десятилетия был почти полностью парализован, однако продолжал научную работу, спорил и делал ставки на будущие открытия, популяризировал науку среди молодежи и взрослых.
Предлагаем вашему вниманию 5 наиболее известных и важных его достижений и идей.
1. Сингулярность как начало Вселенной
Еще в начале своей научной карьеры Хокинг предложил использовать идею сингулярности пространства и времени в центре черных дыр для всего мира – он полагал, что вселенная могла появиться в результате процесса аналогичного коллапса черной дыры.
Стивен Хокинг играет самого себя в сериале «Теория большого взрыва»
Черная дыра – настолько тяжелая и/или плотная область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Земля, например, могла бы стать черной дырой, если бы была сжата в шарик радиусом 9 мм.
В центре нашей Галактики, как считают ученые, существует черная дыра Стрелец А с массой около 3,7 млн весов Солнца.
Таким образом, по Хокингу, весь мир мог появиться из точки, в которой находилась вся материя, весь свет и даже время.
2. Состояние Хартли-Хокинга
Джеймс Хартл и Стивен Хокинг разработали теорию, что чем дальше мы возвращаемся во времени к созданию вселенной, тем больше меняется природа времени и в результате время просто перестает существовать. В этом смысле вселенная не имеет какого-то конкретного времени создания.
Соответственно, точка, из которой появился мир, не имеет границ ни во времени, ни в пространстве. Сам Хокинг был атеистом, однако его мнения многим напоминают классические описания Бога средневековыми и современными христианскими теологами.
3. Законы динамики черных дыр
В 1970 году Хокинг с учеными Джеймсом Бардиным и Брендоном Картером предложил четыре закона механики черных дыр по аналогии с законами термодинамики. Это дало почву для использования теории квантовой механики в изучении космических объектов, а потом и для теории квантовой гравитации.
Видеосимуляция встречи пары черных дыр.
4. Излучение Хокинга
Первоначально считалось, что черные дыры поэтому и черные, что из них не выходит даже свет – огромная масса не отпускает от себя даже свет. Однако Хокинг предположил, что черные дыры все же излучают энергию – всевозможные элементарные частицы, преимущественно фотоны.
Соответственно, с течением времени, хотя и не очень быстро (излучение очень слабое), черные дыры могут терять массу, считал Хокинг. Поскольку интенсивность растет с уменьшением размера черной дыры, то последние стадии должны быть по сути взрывом черной дыры. Пока такие взрывы не были зарегистрированы.
Также, согласно мнению Хокинга, радиация появлялась не в черной дыре, а на горизонте событий – на определенном расстоянии от нее. В результате излучение не имело отношения к той материи, которую поглощала черная дыра.
Горизонт событий – это предел в пространстве и времени, за которым события не могут повлиять на внешнего наблюдателя. Когда мы говорим о черных дырах, то это какое-то расстояние от нее, при приближении на которое гравитационное действие черной дыры становится таким большим, что вырваться из нее уже невозможно, даже имея скорость света.
5. Ставка на информацию в черной дыре
Таким образом Хокинг поспорил, что из черных дыр никогда не выйдет никакая информация о материи, находящейся в них – «черная дыра уничтожает информацию раз и навсегда».
Это привело к «Войне за черную дыру» – к продолжительному, но дружескому, спору с коллегами Леонардом Зюскиндом и Герардом Хуфтом. В результате Хокинг проиграл ставку, однако при этом парадоксально приложил руку к созданию голографического принципа.
Александр Гелогаев, belsat.eu
