Основные идеи Стивена Хокинга

Основные идеи Стивена Хокинга

Знаменитый физик всю жизнь старался "подружить" теорию гравитации и квантовую теорию, мечтал о полетах в космос и напоминал землянам о неизбежной космической эмиграции. 

В среду, 14 марта, стало известно, что в возрасте 76 лет ушел из жизни один из наиболее известных физиков-теоретиков современности и популяризатор науки Стивен Хокинг, всю жизнь старавшийся примирить теорию гравитации и квантовую теорию.

Секрет популярности Хокинга - в умной эксцентричности, неспособности замыкаться в каких-либо рамках, в открытости людям, с которыми он старался вести диалог на равных, говоря простым языком о сложных вещах.

Популяризированию науки способствовал его активный образ жизни: ученый много путешествовал, не раз становился героем мультфильмов в "Симпсонах" и "Футураме", в которых озвучивал своего персонажа, снялся даже в кино в роли самого себя - в одной из серий сериала "Звездный путь: Следующее поколение" и в эпизоде комедийного сериала "Теория Большого взрыва", ученый был сторонником ядерного разоружения, боролся с изменениями климата.

Немецкий популяризатор науки Хуберт Мания в своей книге "Стивен Хокинг" так описывает британского физика: "Почти совершенное воплощение свободного духа, огромного интеллекта, человека, который мужественно преодолевает физическую немощь, отдавая все силы на расшифровку "божественного замысла".

В 20 лет у Хокинга стали проявляться признаки хронического заболевания центральной нервной системы, которое в дальнейшем привело к полному параличу. Однако тяжелое заболевание, почти на 40 лет приковавшее ученого к инвалидного креслу, не помешало ему показать миру все многообразие Вселенной. Сам ученый мечтал отправиться в космос и в последние годы жизни он неоднократно предупреждал, что человечество обречено, а Земля погибнет от удара астероида, высоких температур или перенаселенности, и что это лишь вопрос времени.

Исследовательскую деятельность Хокинг начал еще в годы учебы в Кембридже, преподавал теорию гравитации, гравитационную физику, работал в Институте астрономии, на кафедре прикладной математики и теоретической физики Кембриджа. В Калифорнийском технологическом институте, куда его пригласили в 1974 году, он занимался, в частности, вопросами общей теории относительности. В 1979 физик получил должность Лукасовского профессора Кембриджского университета и занимал ее до 2009 года.

Более 20 лет Хокинг руководил группой, занимающейся проблемами вокруг теории относительности и вопросами гравитации. В 2007 году он основал при Кембриджском университете Центр теоретической космологии.

"Излучение Хокинга"

Профессор Кембриджского университета Хокинг известен, в частности, теоретическим предсказанием излучения черных дыр, из-за которого они постепенно испаряются, теряя массу, а значит, и информацию об упавших в нее предметах. Открытие получило название "излучение Хокинга". Оно в значительной степени изменило современные космологические представления. Согласно общепринятым представлениям, внешний наблюдатель не может заглянуть внутрь черной дыры и получить какую-либо информацию об объектах, находящихся за горизонтом событий. Однако теоретически излучение Хокинга позволяет заглянуть внутрь черной дыры, то есть определить ее внутреннюю топологию.

Излучение Хокинга не является результатом движения зарядов. Оно возникает при изменении свойств вакуума в результате формирования черной дыры. Если заряды и массы рождают только электромагнитные и гравитационные волны, то в результате квантового излучения Хокинга могут появиться электроны, позитроны, протоны и другие частицы.

В излучении Хокинга черная дыра будет излучать как обычный нагретый до какой-то температуры источник. При этом температура будет обратно пропорциональна ее массе: чем больше дыра, тем она "холоднее". Когда черная дыра излучает, ее масса уменьшается, а температура растет, это следует из соответствия энергии и массы по формуле E=mc2. При этом все характеристики частиц, кроме массы и заряда, излучаются с одинаковой вероятностью.

Парадокс потери информации

Этот парадокс формулируется на стыке между квантовой теорией поля и общей теории относительности, поэтому его разрешение может помочь в формулировке теории квантовой гравитации.

Одна из актуальных проблем в современной теоретической физике - исчезновение информации в черной дыре. Физик предложил свое объяснение. По его мнению, информация не исчезает и не оказывается записана где-то внутри черной дыры — вместо этого она хранится на поверхности горизонта событий сверхмассивного объекта в форме голограммы. Горизонт событий - поверхность черной дыры, из пределов которой свет не может вылететь наружу. Если источник излучения находится прямо на горизонте, то создаваемое им поле видно не меняющимся во времени, то есть излучения нет. Согласно голографическому принципу, если известно все о динамике на горизонте, то можно восстановить и динамику внутри черной дыры.

Хокинг в своей статье описал, как каждый акт излучения отражается на горизонте событий черной дыры. По его мнению, используя голографический принцип, можно описать детали процесса формирования излучения черных дыр. Хокинг считает, что если что-то произошло внутри или снаружи черной дыры, то происходит какой-то акт на горизонте.

В сентябре 2015 года Хокинг сообщил о новой идее, которая, по его мнению, поможет разрешить 40-летний парадокс потери информации в черных дырах. Ученый сослался в своем сообщении на некоторые специальные свойства пространства. Если ими правильно воспользоваться, то можно указать, как и в каком виде информация покидает черную дыру. В работе утверждается, что у излучения Хокинга будет бесконечно много характеристик, а не только температурное распределение, зависящее от массы, заряда и момента вращения, и при помощи этих характеристик можно будет полностью охарактеризовать состояние черной дыры.

Пророк конца света

Одно из наиболее популярных произведений Хокинга – "Краткая история времени". Вышедшая в 1988 году с подзаголовком "От большого взрыва до черных дыр" книга сразу стала бестселлером. Ее тираж составил 10 млн копий, переведена на 40 языков. Позже Хокинг написал еще две книги: "Черные дыры и молодые вселенные" (1993 год) и "Мир в ореховой скорлупке" (2001 год). В 2005 году опубликована "Кратчайшая история времени" - новое издание бестселлера 1988 года.

Хокинг доступным языком попытался опровергнуть постулат о неизменности Вселенной. "В свете от далеких галактик происходит смещение в сторону красной части спектра. Это означает, что они удаляются от нас, что Вселенная расширяется", - писал он.

"Умирающая звезда, сжимаясь под действием собственной гравитации, в конце концов, превращается в сингулярность - в точку бесконечной плотности и нулевого размера. Если повернуть вспять ход времени так, чтобы сжатие превратилось в расширение, станет возможным доказать, что у Вселенной было начало. Однако доказательство, основанное на теории относительности Эйнштейна, показывало также, что невозможно понять, как произошла Вселенная: оно демонстрировало, что все теории не действуют в момент начала Вселенной", - отмечает ученый.

Он задался вопросом, что произойдет, когда Вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься. "Мне казалось, что когда начнется сжатие, Вселенная 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", - говорил он.

Позже он приходит к выводу, что время все же не повернет свой ход вспять при сжатии Вселенной. "В реальном времени, в котором мы живем, у Вселенной есть две возможные судьбы. Она может продолжать расширяться вечно. Или она может начать сжиматься и прекратить свое существование в момент "большого сплющивания". Это будет похоже на большой взрыв, только - наоборот", - полагает физик.

Хокинг верил в существование внеземной жизни. "Во Вселенной со 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит сотни миллионов звезд, маловероятно, что Земля является единственным местом, где развивается жизнь. С чисто математической точки зрения, одни лишь цифры позволяют принимать мысль о существовании инопланетной жизни как абсолютно разумную. Реальной проблемой является то, как могут выглядеть инопланетяне, понравятся ли они землянам своим видом. Ведь они могут быть микробами или одноклеточными животными, или червями, которые населяли Землю в течение миллионов лет", - считает Хокинг.

По мнению Хокинга, у Вселенной все-таки будет финал, и человечеству не останется ничего другого, как покорять космос и осваивать новые планеты, и начать следует с Луны и Марса. "Расселение в космосе полностью изменит будущее человечества. Оно определит, будет ли у нас вообще какое-то будущее, - сказал ученый на научном фестивале в 2017 году. - Ясно, что мы вступаем в новую космическую эпоху. Мы стоим на пороге новой эры. Колонизация других планет человеком - это уже не научная фантастика, это может стать научным фактом".

Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
Лучший комментарий
Kizashi
Покойся с миром, мистер Хокинг. Мы тебя не забудем. Спасибо за всё, что ты сделал для человечества
Комментарии 42
  • Kizashi 14.03.2018, 19:34
    Покойся с миром, мистер Хокинг. Мы тебя не забудем. Спасибо за всё, что ты сделал для человечества
  • SANTER 14.03.2018, 19:38
    Великий человек ушел
    Глыба!........
  • Hammerhead 14.03.2018, 19:46
    Родись в России он бы давно умер не находя поддержки.
    Величайший ум.
  • NNA27 14.03.2018, 19:51
    Покойся с миром, мистер Хокинг. Мы тебя не забудем. Спасибо за всё, что ты сделал для человечества (2)
  • V1nSand 14.03.2018, 19:55
    К сожалению, сейчас, у человечества приоритеты совсем другие. Надеюсь хоть наши потомки будут разумнее нас.
  • MAYBAX 14.03.2018, 19:58
    Rest In Peace The Great Philosopher
  • Katrin_Kitty Предвкушение 14.03.2018, 20:03
    О господи
  • twovaltwo 14.03.2018, 20:08
    Теперь он знает о мироздании все.
  • saiber 14.03.2018, 20:10
    Хороший физик и футуролог был старой школы.
  • Udei 14.03.2018, 20:12
    Он очень увлекательно рассказывал про космос,улетал мысленно.а щас улетел в самом деле туда далеко. Уважаемый умный Стивен Хокинг прощайте ! Мы будем Вас помнить
  • Naprolomer 14.03.2018, 20:13
    "поэтому мне и не нравится тот парень в инвалидной коляске, который интересуется поведением частиц" (с) Жак Фреско. Если так подумать, то он для Фреско был всего лишь мальчишкой
  • NucaS_ Максимилиан Парейро 14.03.2018, 20:18
    Запомните его таким каким он был при жизни...он легенда
  • jyakyt 14.03.2018, 20:23
    Я сторонник теории, что вселенная не будет расширяться бесконечно, когда нибудь остановиться и под воздействием гравитации будет сжиматься до самой до точки... и снова большой взрыв и опять начнет расширяться и так до бесконечности зациклено... Мы когда нибудь через миллиарды лет тоже появимся где нибудь на другой планете, может в другой чем сейчас форме, но разумные существа, и так же будем гадать что да как, не помня того что уже происходило с нами сейчас
  • Ламербол Алексей Стуков 14.03.2018, 20:25
    Великий человек ушел... RIP

    П.с. E=mc2 - неправильно, правильно E=mc^2 (квадрат)
  • Wesna 14.03.2018, 20:27
    Ну чем мы - люди - отличаемся от тараканов если так же каа они исчкзнем через какое то время вместе с нашей Землец и Земли такой не будет
  • cezap 14.03.2018, 20:33
    Жак Фрекско 2017
    Стивен Хокинг 2018
    хммм.. остались ли еще такие умы? Илон Маск?
  • lefsha 14.03.2018, 20:46
    сейчас он там, где нет вопросов где все открыто и не требует обьяснений
  • Чет слишком сложно для понимания. Бред какой-то.
  • EdBis 14.03.2018, 21:53
    cezap, не думаю. Маск скорее грамотный управленец и маркетолог, как Джобс. Хокинг же человек иного калибра
  • selex 14.03.2018, 21:53
    В космосе человеку делать нечего - мнение одного известного футуролога, согласен с ним.
  • EdBis 14.03.2018, 21:55
    cezap, в плане популяризации науки думаю Нил Тайсон может что-то показать
  • cezap 14.03.2018, 21:56
    EdBis, ему лучше стать стендапером
  • Inlex 14.03.2018, 22:00
    Ученый балабол, распиаренный такими же лжеучеными. Медийный персонаж. Все его теории проверить невозможно, не имеют никакого практического применения. О черных дырах рассуждал, существование которых, внезапно, достоверно не доказано. Профессор математики, не знавший математики никогда, ибо никогда ее не изучал (нет образования). Что он открыл? Какой рывок сделал в науке? Ответ: никакого. Курчатов, Сахаров, Капица, Вавилов, Ландау - люди научные великаны, которые сделали прорыв в науке - все советские ученые. Спросите любого ученого как они относятся к Стивену- увидите одну улыбку. Все его идеи из ряда- «если Джигурду отправить на Альфу центавру – она погаснет». Я вот понимаю наших физиков, которые собираются построить реактор на быстрых нейтронах- вот это прорыв за этим будущее. Покойся с миром Стивен, ты прожил недаром, мы будем помнить твои сказки.
  • X_Singular Профессор кафедры прикладной физики и математики 14.03.2018, 22:17
    Inlex, ///Все его теории проверить невозможно/// - возможно.
    ///не имеют никакого практического применения/// - наука, это не обязательно практическое применение.
    ///О черных дырах рассуждал, существование которых, внезапно, достоверно не доказано/// - доказано влиянием на окружающие ее объекты.
    ///Курчатов, Сахаров, Капица, Вавилов, Ландау - люди научные великаны, которые сделали прорыв в науке - все советские ученые/// - все ученые в то время, и советские и зарубежные, были как одна "научная семья" (Кип Торн это подтвердит), и они вместе искали ответы на вопросы, помогая друг другу, никто ни на кого не разделялся.
    ///Спросите любого ученого как они относятся к Стивену- увидите одну улыбку/// - ваши домыслы.
    ///Я вот понимаю наших физиков, которые собираются построить реактор на быстрых нейтронах- вот это прорыв за этим будущее/// - у науки много направлений.
  • X_Singular Профессор кафедры прикладной физики и математики 14.03.2018, 22:25
    Вот и настало его время, Стивен, теперь ты по ту сторону границы...

    Счастливого пути =((.
  • SANTER 14.03.2018, 22:32
    он говорил что после смерти нет ничего, есть ничто
    и нет никакого перерождения
    жизнь одна! цените её!
  • FLINT 14.03.2018, 22:43
    Долго прожил, все думали в молодости умрет, много сделал для науки. Пухом пусть будет тебе земля.
  • Inlex 14.03.2018, 23:02
    X_Singular, то есть конкретных открытий Стивена так и ничего не предоставили. Не удивлен, ибо их нет кроме пустой болтовни. теории его проверить невозможно. он физик теоретик,учите матчасть. черные дыры достоверно не открыты и не признаны. что там влияет на что - снова теории, догадки, гипотезы.А насчет Стивена вы просите ученых... я как раз спрашивал... авторитета у него в физике нет, кроме распиаренного и медийного.
  • X_Singular Профессор кафедры прикладной физики и математики 14.03.2018, 23:15
    Inlex, ///то есть конкретных открытий Стивена так и ничего не предоставили/// - испарение черных дыр - это сложное и важнейшее его открытие из области термодинамики черных дыр на равне с другими (читайте выше в топе).
    ///теории его проверить невозможно/// - возможно.
    ///учите матчасть/// - скорее это вам следует обратно повторить весь курс физики хотя бы из школьной программы.
    ///черные дыры достоверно не открыты и не признаны/// - обнаружены по следам воздействия на окружающие черную дыру объекты, такие как: газопылевая аккреция, джеты (релятивистская струя), сильные гамма-вспышки, аномально быстрое вращение звезд вокруг некоего компактного объекта, т.е. черной дыры.
  • Inlex 14.03.2018, 23:31
    X_Singular, все с вами ясно. знания из рассуждений того же Стивена. Поэтому наука и стоит на месте последние 50 лет. Испарения дыр - фантастику бы вам писать. Это ни о чем. Бабка на базаре сказала - весь уровень. Повторяю - черных дыр никто не видел, и нигде они не зафиксированы, это ГИПОТЕЗА, а следы могут иметь кучу причин. С другой галактике с высокой вероятностью существуют другие законы физики. Поклонник Стивена? Изучайте парадокс потери информации в черных дырах. Там работы не паханное поле. Фантастику я люблю.
  • _Леший_ 15.03.2018, 00:07
    Надо похоронить чувака на орбите Марса. В красном кабриолете.
  • vizza 15.03.2018, 00:34
    jyakyt, я с младших лет такое преполагал, сразу узнав о красном смещении и расширении вселенной, всё же циклично, Мы просто родились в той эпохе, когда вселенная расширяется, потом начнется торможение, остановка и сжатие до одной точки, потом биг бада буум. И неизвестно скользко раз так случалось. Может вселенная это сердце сверхгиперсупермегаорганизма
  • РПК_Оригами @rkorigami 15.03.2018, 01:08
    ...
  • Maks.iz.Vervila 15.03.2018, 02:49
    может теория о большом взрыва и не существовало как можно верить одному человеку если не верим сотням?
    это как бы бога не существовало!
  • kariboo 15.03.2018, 06:31
    бог не существует! дело в физике и биохимии
  • ivstanislav 15.03.2018, 08:03
    @Inlex, в том то и дело, что он физик теоретик! Без таких никуда
  • EdBis 15.03.2018, 08:20
    Inlex, одна из самых главных его заслуг для широких, так сказать, слоев населения - популяризация науки
  • EdBis 15.03.2018, 08:23
    kariboo, как это не существует? Просто не надо думать о нем как об одном мудром старце, который сотворил все. Бог - природа, а физика пытается понять ее. Божественное проявление я вижу по всюду, каждый день. Разве нет ничего божественного в том, что природа каждый год пробуждается после зимней спячки? Это же чудесно
  • Ханат 15.03.2018, 09:03
    «… он неоднократно предупреждал, что человечество обречено, а Земля погибнет… это лишь вопрос времени»
    С этим я бесспорно согласен. Человечество погибнет, если дальше будет действовать как «паразиты в живом органе»
  • Inlex 15.03.2018, 09:31
    EdBis, и как там наука стала популярна? у меня к вам плохие новости - наука становится все менее интересной и более коммерческой. не путайте науку с красивыми ролики на ютубе о космосе, черных дырах, больших взрывов и прочих выдумках. СТивен - не физик и никогда им не был, раскрученная медийная персона. Вот Перельман, математик, доказал теорему Пуанкаре. Никаких открытий Хогинг не делал. У меня лично нейтральное к нему отношение, но физиком его не считаю.
  • EdBis 15.03.2018, 18:32
    К сожалению стат данных нету под рукой что бы в цифрах заявить о росте популярности науки. Но, спорить с вами бесполезная штука видимо. Для меня, да и для многих и многих миллионов мистер Хокинг является, если не лицом теоретической физики, то самым главным ее популяризатором.
    PS. Вы еще скажите что наш соотечественник Николай Дроздов всего лишь медийная распиаренная личность, но никак не популяризатор биологии
  • wheag 17.03.2018, 13:21
    cezap, да пожалуй только пока Маск.