Stephenas Hawkingas ir jo galutinis mokslinis tyrimas

25. 10. 2018
6-oji tarptautinė egzopolitikos, istorijos ir dvasingumo konferencija

Stephenas Hawkingas buvo britas teoretinis fizikas ir vienas garsiausių mokslininkų. Jis reikšmingai prisidėjo įvairiose kosmologijos ir kvantinės traukos srityse, o 1979–2009 m. Užėmė Luizianos matematikos profesoriaus pareigas Kembridžo universitete. Paskelbta mokslinio tyrimo baigiamoji mokslinė disertacija, tai yra viena iš pagrindinių 56 metų jo karjeros temų. Darbas buvo baigtas kovo mėnesį prieš pat jo mirtį.

Stephenas Hawkingas ir jo paskutinis darbas

Paskutiniame darbe nagrinėjamas klausimas, ar juodosiose skylėse kaupiama informacija apie į jas patenkančius dalykus. Kai kurie mokslininkai mano, kad ši informacija buvo sunaikinta, tačiau kiti teigė, kad tai pažeis kvantinės mechanikos dėsnius. Šie įstatymai paaiškina, kad viską, kas yra mūsų pasaulyje, galima suskirstyti į informaciją, pavyzdžiui, kaip vienetų ir nulių grandinę. Ši informacija niekada neturėtų visiškai išnykti, net jei ji pateks į juodąją skylę. Tačiau Hawkingas, kurdamas savo idėją apie Alberto Einšteino kūrybą, parodė, kad juodosios skylės turi temperatūrą. Kadangi karšti daiktai praranda šilumą į kosmosą, juodosios skylės ilgainiui turi išgaruoti - jos išnyksta ir neegzistuoja. Pačios juodosios skylės yra regionai erdvėje, kur gravitacija yra tokia stipri, kad niekas negali išsisukti.

Vienas iš tyrimo autorių Malcolmas Perry iš Kembridžo universiteto sakė:

„Hawkingas nustatė, kad juodosios skylės fizika, atrodo, turi dar didesnį neapibrėžtumą nei kvantinė mechanika. Juodosios skylės yra tikri fiziniai objektai ir yra daugelio galaktikų centruose. Jei objekte yra temperatūra, jis taip pat turės savybę, vadinamą entropija".

Malcolmas Perry sako, kad apie parašytą straipsnį kalbėjosi su Hawkingu prieš pat mirtį. Jis nežinojo, kad profesorius serga.

„Stephenui buvo labai sunku bendrauti. Buvau prijungtas prie pranešėjo, kad paaiškinčiau, kur mes patekome. Kai aš jam paaiškinau, jis sukėlė didžiulę šypseną “, - paaiškino profesorius Perry.

Juodosios skylės entropija

Naujajame straipsnyje matematiškai parodyta, kad juodosios skylės entropiją gali aptikti šviesos dalelės (fotonai), kurios supa juodosios skylės įvykių horizontą. Įvykio horizontas yra riba ar taškas be grįžimo, kur neįmanoma pabėgti nuo gravitacinės juodosios skylės traukos - įskaitant šviesą. Šviesos patina aplink juodąją skylę buvo vadinama „minkštais plaukais“.

Profesorius Perry priduria:

„Tai rodo, kad„ minkšti plaukai “gali atspindėti entropiją. Bet mes nežinome, ar iš tikrųjų Hawkingo entropija yra atsakinga už viską, ką tikriausiai galima įmesti į juodąsias skyles. Taigi tai kol kas yra tik mažas žingsnis kelyje “.

Svarbiausi Hawkingo atradimai

  • Su Oksfordo matematiku Rogeriu Penrose'u jis parodė, kad jei įvyko Didysis sprogimas, jis taip ir turėjo pradėti nuo begalinio taško - singuliarumo
  • Juodosios skylės skleidžia energiją, vadinamą Hawkingo radiacija, ir palaipsniui lieknėja. Tai sukelia kvantiniai efektai šalia juodosios skylės krašto, kuris yra sritis, vadinama įvykių horizontu
  • Jis numatė, kad Didžiojo sprogimo metu egzistuoja mini juodosios skylės. Būtų šios mažytės juodosios skylės Neįtikėtinai karšta, prarandama masė, kol ji išnyksta - tai gali baigti savo gyvenimą per didžiulį sprogimą.
  • Aštuntajame dešimtmetyje Hawkingas svarstė, ar dalelės ir šviesa patenka į juodąją skylę sunaikinta, jei garuoja juodoji skylė. Iš pradžių Hawkingas manė, kad ši „informacija“ yra pamesta iš kosmoso. Tačiau amerikiečių fizikas Leonardas Susskindas tam nepritarė. Šios mintys nutiko žinomas kaip informacijos paradoksas. 2004 m. Hawkingas pripažino, kad informacija turi būti išsaugotas.
  • Su fiziku Jamesu Hartlu jis bandė visatos istoriją apibūdinti viena matematine išraiška. Tačiau kvantinė teorija rodo, kad skirtumai tarp erdvės ir laiko nėra aiškūs. Todėl pasiūlyme buvo mažai informacijos apie tai, kas įvyko iki Didžiojo sprogimo.

Vanaginė spinduliuotė

Dabar profesorius Perry ir kiti autoriai turi sužinoti, kaip informacija, susijusi su juodosios skylės entropija, yra fiziškai saugoma „minkštuose plaukuose“. Be to, kaip ši informacija išgaruoja iš juodosios skylės. Tyrimas pagrįstas ankstesniu 2015 m. Paskelbtu darbu, kuris rodo, kad informacija gali nepasiekti juodosios skylės, bet būti laikoma jos krašte.

Profesorė Marika Taylor, teorinė fizikė iš Sautamptono universiteto, sakė:

"Autoriai turi padaryti keletą nereikšmingų prielaidų, todėl kiti veiksmai bus parodyti, ar šios prielaidos yra pagrįstos."

Anksčiau profesorius Hawkingas pasiūlė, kad fotonai iš juodųjų skylių galėtų išsiskirti dėl kvantinių svyravimų, ši sąvoka vadinama Hawkingo radiacija. Informacija iš juodosios skylės galėjo pabėgti tokiu būdu, tačiau ji gali būti chaotiška, nenaudinga.

Šis dokumentinis filmas parodo šio nuostabaus mokslininko gyvenimą:

Panašūs straipsniai