Содержание
Пять популярных теорий Стивена Хокинга
«Почти совершенное воплощение свободного духа, огромного интеллекта, человека, который мужественно преодолевает физическую немощь, отдавая все силы на расшифровку «божественного замысла», — таким описывает Хокинга в своей книге немецкий популяризатор науки Хуберт Мания.
Достижения Хокинга в науке неоспоримы. «РГ» расскажет о некоторых самых популярных теориях великого физика.
Излучение Хокинга
Излучение Хокинга — гипотетический процесс «испарения» черных дыр, то есть испускания разнообразных элементарных частиц (преимущественно фотонов).
Процесс был предсказан Хокингом в 1974 году. Его работе, кстати, предшествовал визит в Москву в 1973 году, где он встречался с советскими учеными: одним из создателей атомной и водородной бомб Яковом Зельдовичем и одним из основоположников теории ранней Вселенной Алексеем Старобинским.
«Когда огромная звезда сжимается, ее гравитация становится настолько сильной, что даже свет не может больше покидать ее пределы.
Область, из которой ничто не может выйти, и называется «черная дыра». А ее границы называются «горизонт событий», — так поясняет Хокинг.
Отметим, понятие о черной дыре как объекте, который ничего не излучает, а может лишь поглощать материю, справедливо до тех пор, пока не учитываются квантовые эффекты.
Именно Хокинг начал изучать поведение элементарных частиц вблизи черной дыры с точки зрения квантовой механики. Он выяснил, что частицы могут выходить за ее пределы и что черная дыра не может быть абсолютно черной, то есть — существует остаточная радиация. Коллеги-ученые рукоплескали: все теперь изменилось! Информация об открытии распространилась в научной среде как ураган. И эффект произвела аналогичный.
Позже Хокинг обнаружил и механизм, посредством которого черные дыры могут излучать радиацию. Он пояснил, что с точки зрения квантовой механики пространство наполнено виртуальными частицами. Они постоянно материализуются парами, «разлучаются», снова «встречаются» и аннигилируют.
Вблизи черной дыры одна из пары частиц может упасть в нее, и тогда у второй не останется пары для аннигиляции. Такие «брошенные» частицы и образуют радиацию, которую излучает черная дыра.
Из этого Хокинг делает вывод, что черные дыры существуют не вечно: они излучают все более сильный ветер и, в конце концов, исчезают в результате гигантского взрыва.
«Эйнштейн так и не принял квантовую механику из-за связанного с ней элемента случайности и неопределенности. Он сказал: Бог не играет в кости. Похоже, что Эйнштейн ошибся дважды. Квантовый эффект черной дыры позволяет предположить, что Бог не только играет в кости, но и иногда бросает их туда, где их нельзя увидеть», — считает Хокинг.
Излучение черных дыр — или излучение Хокинга — показало, что гравитационное сжатие не настолько окончательно, как было принято считать ранее: «Если астронавт падает в черную дыру, он вернется затем во внешнюю часть Вселенной в виде радиации. Таким образом, в каком-то смысле астронавт будет переработан».
Вопрос существования Бога
В 1981 году Хокинг побывал на конференции по космологии в Ватикане. После конференции Папа Римский дал аудиенцию ее участникам и сказал им, что они могут изучать развитие Вселенной после большого взрыва, но не сам большой взрыв, поскольку это — момент творения, а стало быть — дело Божье.
Позже Хокинг признался, что был рад тому, что Папа не знал тему лекции, которую ученый прочел перед этим. Она как раз касалась теории, согласно которой у Вселенной не было начала, момента творения как такового.
Подобные теории были и в начале 1970-х годов, они говорили о фиксированном пространстве и времени, которые на протяжении вечности были пустыми. Затем, по какой-то неизвестной причине, образовывалась точка — вселенское ядро — и происходил взрыв.
Хокинг полагает, что «если мы движемся назад во времени, мы доходим до сингулярности большого взрыва, в которой законы физики не действуют. Но есть другое направление движения во времени, которое позволяет избежать сингулярности: оно называется воображаемым направлением времени.
В нем можно обойтись без сингулярности, которая является началом или концом времени».
То есть появляется момент в настоящем, которому совсем не обязательно сопутствует цепочка моментов в прошлом.
«Если у Вселенной было начало, мы можем предполагать, что у нее был и создатель. Но если Вселенная является самодостаточной, не имеет границы или края, значит, она не была создана и не будет уничтожена. Она просто существует. Где же тогда место для ее создателя?» — вопрошает физик-теоретик.
«От большого взрыва до черных дыр»
С таким подзаголовком в апреле 1988 года в свет вышла книга Хокинга «Краткая история времени», моментально ставшая бестселлером.
Эксцентричный и в высшей степени умный Хокинг активно занимается популяризацией науки. В его книге хоть и рассказывается о появлении Вселенной, о природе пространства и времени, черных дырах, встречается одна единственная формула — E=mc² (энергия равна массе, умноженной на квадрат скорости света в свободном пространстве).
До 20 века считалось, что Вселенная — вечна и неизменна. Хокинг весьма доступным языком доказывал, 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», — говорит он.
Статичная Вселенная кажется привлекательнее: она существует и может продолжить существовать вечно. Она — нечто незыблемое: человек стареет, но Вселенная всегда так же молода, как в момент формирования.
Расширение Вселенной позволяет предположить, что у нее, в какой-то момент в прошлом, было начало. Этот момент, когда Вселенная начала свое существование, и получил название большого взрыва.
«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.
Человечество ждет гибель
Можно увидеть, как чашка падает со стола и разбивается. Но нельзя увидеть, как она собирается обратно из осколков. Увеличение беспорядка — энтропии — именно то, что отличает прошлое от будущего и придает направление времени.
Хокинг задался вопросом: что произойдет, когда Вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься? Увидим ли мы, как разбитые чашки собираются из осколков?
«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.
Попытки создать математическую модель теории не увенчались успехом. Позже Хокинг признал свою ошибку. По его мнению, она заключалась в том, что он использовал слишком простую модель Вселенной. Время не повернет свой ход вспять, когда Вселенная начнет сжиматься.
«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 допускает, что Вселенную все-таки ожидает финал. Однако, оговаривается, что у него, как у пророка конца света, не будет возможности оказаться в то время — через много биллионов лет — и осознать свою ошибку.
Согласно теории Хокинга, спасти человечество при таком раскладе может только способность оторваться от Земли.
Инопланетяне существуют
Люди отправляют в космос беспилотные аппараты с изображениями человека и координатами, указывающими расположение нашей планеты. В космос посылают радиосигналы, в надежде, что их заметят инопланетные цивилизации.
Если верить Хокингу, то встречи с представителями других планет не сулят землянам ничего хорошего. Основываясь на своих знаниях, он не отрицает возможность существования внеземной цивилизации, но надеется, что встречи не произойдет.
В документальном телесериале канала Discovery он высказал мнение о том, что если технологии инопланетян будут превосходить земные, они обязательно образуют на Земле свою колонию и поработят человечество. Хокинг сравнил этот процесс с прибытием Колумба в Америку и последствиями, которые ожидали коренное население континента.
«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.
Даже близкие и друзья космолога отмечают, что нельзя верить каждому его слову. Он — искатель. А в таком деле допущений больше, чем фактов, и ошибки неизбежны.
Но даже при этом его изыскания дают человеку пищу для ума, точку, от которой можно начать поиск ответа на вопрос о существовании человека и Вселенной.
«Ответ на этот вопрос будет величайшим триумфом человеческого разума, ибо тогда мы познаем ум Бога», — говорит Хокинг.
4 теории Стивена Хокинга, которые пока что не подтвердились
Некоторые из теорий Стивена Хокинга произвели революцию в нашем понимании Вселенной. К ним относятся процесс «испарения» черных дыр, называемый Излучением Хокинга, теория о Большом взрыве, а также парадоксальная теорема о площади черной дыры. Но некоторые гипотезы известного физика пока что не подтвердились, и до сих пор заставляют ученых ломать голову.
Ирина Слепухина
Над некоторыми из них ученые работают уже много лет
Исчезновение информации в чёрной дыре
Речь идет о гипотетическом явлении, которое, по мнению Хокинга, должно происходить в черной дыре.
Однако оно несовместимо с общими принципами квантовой механики и потому представляет собой серьезный парадокс, надо которым ученые бьются десятилетиями.
Собственный взгляд Хокинга на эту гипотезу заключается в том, что информация на самом деле не теряется. Она хранится в облаке частиц нулевой энергии, окружающих черную дыру, которое он назвал «мягкими волосами». Тем не менее, однозначного подтверждения его теории все еще нет.
Первичная черная дыра
Черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса ранее существовавшей крупной звезды. Но также возможно, что некоторые из них были созданы спонтанно в момент расширения Вселенной вскоре после Большого взрыва.
Хокинг был первым человеком, который выдвинул эту теорию. По его мнению, первичные черные дыры могут иметь практически любую массу, от очень маленькой до очень большой. При этом космологи предполагают, что первичные чёрные дыры с массами в диапазоне от 1014 килограммов до 1023 килограммов могут составлять темную материю.
Однако данные современных наблюдений указывают на то, что это маловероятно. В любом случае, в настоящее время нет инструментов, которые позволили бы обнаружить первичные черные дыры или сказать, составляют ли они темную материю.
Гипотеза о защищенной хронологии
Как бы удивительно это ни звучало, современные законы физики не исключают путешествия во времени. Допустимость перемещения во времени математически представляется наличием замкнутых времениподобных кривых в некоторых точных решениях общей теории относительности Эйнштейна, что фактически позволяет вернуться в свое прошлое.
Хокинг считал, что путешествие назад во времени порождает логические парадоксы, которые не должны существовать. Поэтому он предположил, что какой-то неизвестный в настоящее время закон физики препятствует возникновению замкнутых времениподобных кривых.
Пророчество о конце света
В последние годы жизни Хокинг сделал ряд мрачных пророчеств относительно будущего человечества.
Например, он предполагал, что неуловимый бозон Хиггса может вызвать вакуумный пузырь, который поглотит Вселенную. Кроме того, ученый допускал и вражеские инопланетные вторжения. Однако все равно продолжал заниматься поиском разумных цивилизаций.
Ранее мы также писали о еще одном прогнозе Стивена Хокинга, связанном с глобальным потеплением. Он считал, что население Земли будет расти, потребление энергии увеличиваться, а сама планета превратится в «пылающий огненный шар» к 2600 году.
И хотя Стивен Хокинг был прав во многих вещах, нам остается только надеяться, что в этом он ошибался.
Биография Стивена Хокинга: жизнь, теории, книги и цитаты
Профессор Стивен Хокинг говорит о «Почему мы должны отправиться в космос» в серии лекций НАСА, 21 апреля 2008 г.
(Изображение предоставлено НАСА)
Стивен Хокинг считался одним из самых блестящих физиков-теоретиков в истории. Его работа о происхождении и структуре Вселенной, от Большого взрыва до черных дыр, произвела революцию в этой области, а его книги-бестселлеры понравились читателям, которые, возможно, не имеют научного образования Хокинга.
Хокинг умер 14 марта 2018 года в возрасте 76 лет.0003
Многие считали Стивена Хокинга самым умным человеком в мире, хотя он никогда не раскрывал свой показатель IQ. Согласно новостному сайту The Atlantic, когда репортер New York Times спросил Хокинга, каков его IQ, он ответил: «Понятия не имею, люди, которые хвастаются своим IQ, — неудачники».
В этой краткой биографии мы рассмотрим образование и карьеру Хокинга — от его открытий до написанных им популярных книг — и болезнь, лишившую его подвижности и речи.
Связанные: 4 причудливые теории Стивена Хокинга, которые оказались верными (и 6, в которых мы не уверены)
Ранние годы жизни Стивена Хокинга
Британский космолог Стивен Уильям Хокинг родился в Англии 8 января 1942 года — 300 лет со дня смерти астронома Галилео Галилея. Он учился в Университетском колледже Оксфорда, где изучал физику, несмотря на призывы отца сосредоточиться на медицине. Хокинг отправился в Кембридж, чтобы заняться космологией, изучением Вселенной в целом.
В начале 1963 года, незадолго до своего 21-го дня рождения, Хокингу поставили диагноз болезни двигательных нейронов, более известной как болезнь Лу Герига или боковой амиотрофический склероз (БАС) . Ожидалось, что он проживет не более двух лет. Получение докторской степени казалось маловероятным, но Хокинг бросил вызов шансам. Он защитил докторскую диссертацию в 1966 году (Хокинг опубликовал свою докторскую диссертацию в Интернете в 2017 году), и в последующие десятилетия он продолжал прокладывать новые пути к пониманию Вселенной.
По мере распространения болезни Хокинг стал менее подвижным и начал пользоваться инвалидной коляской. Говорить стало сложнее, и в 1985 году экстренная трахеотомия привела к полной потере речи. Генерирующее речь устройство, созданное в Кембридже, в сочетании с компьютерной программой служило его электронным голосом, позволяя Хокингу выбирать слова, двигая мышцами щеки.
Незадолго до того, как ему поставили диагноз, Хокинг познакомился с Джейн Уайлд, и они поженились в 1965 году.
До развода у пары было трое детей. Хокинг повторно женился в 19 лет.95 лет, но развелись в 2006 году.
Блестящий ум
Стивен Хокинг на фото в Принстоне, штат Нью-Джерси, в 1979 году (Изображение предоставлено: Фото Санти Висалли/Getty Images) после окончания учебы работал научным сотрудником, а затем профессиональным научным сотрудником. В 1974 году он был принят в Королевское общество, всемирное сообщество ученых. В 1979 году он был назначен Лукасовским профессором математики в Кембридже, самой известной академической кафедре в мире (вторым держателем был сэр Исаак Ньютон, также член Королевского общества).
На протяжении своей карьеры Хокинг изучал основные законы, управляющие Вселенной. Он предположил, что, поскольку у Вселенной есть начало — Большой Взрыв — у нее, вероятно, будет и конец. Работая с другим космологом Роджером Пенроузом, он продемонстрировал, что общая теория относительности Альберта Эйнштейна предполагает, что пространство и время начались при рождении Вселенной и заканчиваются внутри черных дыр, что подразумевает, что теория Эйнштейна и квантовая теория должны быть объединены.
Используя две теории вместе, Хокинг также определил, что черные дыры не полностью темные, а излучают излучение. Он предсказал, что после Большого взрыва были созданы черные дыры размером с протон, управляемые как общей теорией относительности, так и квантовой механикой.
Похожие: Черные дыры Вселенной [фотографии]
Профессор Стивен Хокинг испытывает свободу невесомости во время полета в невесомости. (Изображение предоставлено НАСА/Дж. Кэмпбелл, Aero-News Network)
В 2014 году Хокинг пересмотрел свою теорию, даже написав, что «черных дыр не существует» — по крайней мере, в том смысле, в каком космологи традиционно понимают их. Его теория устранила существование «горизонта событий», точки, из которой ничто не может ускользнуть. Вместо этого он предположил, что будет «видимый горизонт», который будет изменяться в соответствии с квантовыми изменениями внутри черной дыры. Но теория оказалась спорной.
Связанный: Портрет гения: Стивен Хокинг Выставочные фотографии
Хокинг также предположил, что сама вселенная не имеет границ, как и Земля. Хотя планета конечна, можно путешествовать по ней (и по Вселенной) бесконечно, никогда не сталкиваясь со стеной, которую можно было бы описать как «конец».
Книги Хокинга
Хокинг был популярным писателем. Его первая книга «Краткая история времени (открывается в новой вкладке)» (издание, посвященное 10-летию: Bantam, 19 г.).98) был впервые опубликован в 1988 году и стал международным бестселлером. В нем Хокинг стремился донести вопросы о рождении и смерти Вселенной до непрофессионала.
Хокинг продолжал писать другие научно-популярные книги, предназначенные для неученых. К ним относятся «Краткая история времени» (откроется в новой вкладке), «Вселенная в двух словах (откроется в новой вкладке)», «Великий замысел (откроется в новой вкладке)» и «На плечах гигантов (откроется в новой вкладке)».
Он и его дочь Люси Хокинг также создали вымышленную серию книг для детей среднего школьного возраста о сотворении Вселенной, в том числе «Джордж и Большой взрыв » (Simon & Schuster, 2012).
Хокинг несколько раз появлялся на телевидении, в том числе играл голограмму самого себя в «Звездном пути: Следующее поколение» и эпизодическую роль в телешоу «Теория большого взрыва» . PBS представила образовательный мини-сериал под названием «Вселенная Стивена Хокинга », в котором исследуются теории космолога.
В 2014 году вышел фильм, основанный на жизни Хокинга. Фильм под названием «Теория всего» получил похвалу от Хокинга, который сказал, что он заставил его задуматься о собственной жизни. «Хотя я серьезно инвалид, я добился успеха в своей научной работе, — написал Хокинг в Facebook в ноябре 2014 года. полет. Однажды я надеюсь отправиться в космос».
Связанный: 8 Шокирующие вещи, которые мы узнали из книги Стивена Хокинга «Великий замысел»
Цитаты Стивена Хокинга
Цитаты Хокинга варьируются от заметных до поэтических и противоречивых.
Среди них:
- «Даже если существует только одна возможная единая теория, это всего лишь набор правил и уравнений. Что вдыхает огонь в уравнения и создает вселенную для их описания? Обычный подход науки построения математической модели не может ответить на вопрос, почему для описания модели должна существовать вселенная. Почему вселенная утруждает себя существованием?»
- «Всю свою жизнь я был очарован большими вопросами, которые стоят перед нами, и пытался найти на них научные ответы. Если, как и я, вы смотрели на звезды и пытались понять, что вы видите, вы тоже начали задаваться вопросом, что делает вселенную существует «.
- «Наука предсказывает, что из ничего спонтанно возникнет много разных вселенных. Это дело случая, в котором мы находимся.»
- «Вся история науки была постепенным осознанием того, что события не происходят произвольным образом, а отражают определенный лежащий в основе порядок, который может быть или не быть вдохновлен Богом».
- «Мы должны искать наибольшую ценность наших действий.
» - «Величайший враг знания не невежество, это иллюзия знания.»
- «Неясно, имеет ли интеллект какое-либо долгосрочное значение для выживания.»
- «Нельзя спорить с математической теоремой.»
- «Злиться из-за моей инвалидности — пустая трата времени. Нужно жить дальше, и я не поступил плохо. У людей не будет на тебя времени, если ты всегда злишься или жалуешься.»
- «Я наслаждаюсь редкой возможностью жить жизнью разума. Но я знаю, что мне нужно мое тело и что оно не будет длиться вечно.»
»Список цитат Хокинга был бы неполным без упоминания некоторых из его наиболее противоречивых заявлений.
Он часто говорил, что люди должны покинуть Землю, если мы хотим выжить.
«Будет достаточно трудно избежать катастрофы в следующие сто лет, не говоря уже о следующей тысяче или миллионе… Наш единственный шанс на долгосрочное выживание — не оставаться замкнутыми на планете Земля, а рассредоточиться в космос.» — август 2010 г.
«[Мы] должны… продолжать полеты в космос ради будущего человечества… Я не думаю, что мы переживем еще 1000 лет, не улетев за пределы нашей хрупкой планеты». — Ноябрь 2016
«Нам не хватает места, и единственные места, куда можно отправиться, — это другие миры. Пришло время исследовать другие солнечные системы. Расселение может быть единственным, что спасает нас от самих себя. Я убежден, что люди нужно покинуть Землю». — Июнь 2017
Он также сказал, что путешествия во времени должны быть возможны, и что мы должны исследовать космос ради романтики этого.
«Раньше путешествия во времени считались просто научной фантастикой, но общая теория относительности Эйнштейна допускает возможность того, что мы можем искривлять пространство-время настолько сильно, что вы можете взлететь на ракете и вернуться до того, как отправитесь в путь. I был одним из первых, кто написал об условиях, при которых это было бы возможно. Я показал, что для этого потребуется вещество с отрицательной плотностью энергии, которое может быть недоступно. Другие ученые набрались смелости на мою статью и написали дополнительные статьи по этому вопросу », — сказал он Parade в 2010 году.
«Наука — это не только ученик разума, но также и романтика и страсть.»
Физик-теоретик также был обеспокоен тем, что роботы могут не только повлиять на экономику, но и означать гибель человечества.
«Автоматизация фабрик уже уничтожила рабочие места в традиционном производстве, и развитие искусственного интеллекта, вероятно, распространит это уничтожение рабочих мест на средний класс, оставив только самые заботливые, творческие или контролирующие роли», — написал он в колонка 2016 года в The Guardian (открывается в новой вкладке).
«Развитие полноценного искусственного интеллекта может означать конец человеческой расы», — сказал он Би-би-си в 2014 году. Однако Хокинг добавил, что ИИ, разработанный на сегодняшний день, оказался полезным. Его больше беспокоит потенциал самовоспроизведения. «Он взлетит сам по себе и будет переделывать себя со все возрастающей скоростью. Люди, которые ограничены медленной биологической эволюцией, не могут конкурировать и будут вытеснены».
«Джин выпущен из бутылки. Я боюсь, что ИИ может полностью заменить людей», — сказал Хокинг WIRED в ноябре 2017 года9.0003
Признанный атеист, Хокинг также время от времени затрагивал тему религии .
«Поскольку существует такой закон, как гравитация, вселенная может и будет создавать себя из ничего. Самопроизвольное творение является причиной существования чего-то, а не ничего, почему существует вселенная, почему мы существуем. Нет необходимости взывать к Богу зажечь голубую сенсорную бумагу и запустить вселенную». — Великий замысел Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова
«Я рассматриваю мозг как компьютер, который перестанет работать, когда его компоненты выйдут из строя… Нет ни рая, ни загробной жизни для сломанных компьютеров; это сказка для людей, боящихся темнота». — Интервью The Guardian 2011 г. (открывается в новой вкладке)
«Прежде чем мы поймем науку, естественно верить, что Бог создал вселенную. Но теперь наука предлагает более убедительное объяснение.
Под «мы познали бы разум Бога» я имел в виду, что мы знали бы все, что Бог знаете, если бы был Бог, которого нет. Я атеист. — Интервью 2014 года в El Mundo (открывается в новой вкладке)
Дополнительные ресурсы
- Узнайте больше о Стивене Хокинге на его официальном веб-сайте (открывается в новой вкладке)
- Посмотрите, как Стивен Хокинг задает вопросы Вселенной в этом впечатляющем выступлении TED (открывается в новая вкладка)
- Прочитайте о том, как понятие «горизонт событий» несовместимо с квантовой теорией, в этой статье, опубликованной в журнале Nature: Стивен Хокинг: «Черных дыр не существует» (откроется в новой вкладке)
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Дейзи Добриевич присоединилась к Space.com в феврале 2022 года в качестве справочного автора, ранее работавшего штатным автором в нашем сестринском журнале All About Space. Прежде чем присоединиться к нам, Дейзи прошла редакционную стажировку в журнале BBC Sky at Night Magazine и работала в Национальном космическом центре в Лестере, Великобритания, где ей нравилось знакомить общественность с космической наукой. В 2021 году Дейзи защитила докторскую диссертацию по физиологии растений, а также имеет степень магистра наук об окружающей среде. В настоящее время она проживает в Ноттингеме, Великобритания.0003
Окончательная теория Стивена Хокинга о Большом взрыве
Окончательная теория профессора Стивена Хокинга о происхождении Вселенной, над которой он работал в сотрудничестве с профессором Томасом Хертогом из KU Leuven, была опубликована в 2018 году в Journal of High Energy Физика .
Теория, представленная для публикации перед смертью Хокинга ранее в 2018 году, основана на теории струн и предсказывает, что Вселенная конечна и намного проще, чем говорят многие современные теории о Большом взрыве.
Профессор Хертог, чья работа была поддержана Европейским исследовательским советом, впервые объявил о новой теории на конференции в Кембриджском университете в июле 2017 года, организованной по случаю 75-летия профессора Хокинга.
Современные теории Большого взрыва предсказывают, что наша локальная Вселенная возникла в результате короткого взрыва инфляции — другими словами, через крошечную долю секунды после самого Большого взрыва Вселенная расширилась с экспоненциальной скоростью. Однако широко распространено мнение, что, как только инфляция начинается, есть регионы, где она никогда не останавливается. Считается, что квантовые эффекты могут вечно поддерживать инфляцию в некоторых регионах Вселенной, так что в глобальном масштабе инфляция вечна. Тогда наблюдаемая часть нашей Вселенной была бы просто гостеприимной карманной вселенной, областью, в которой закончилась инфляция и сформировались звезды и галактики.
«Обычная теория вечной инфляции предсказывает, что в глобальном масштабе наша Вселенная подобна бесконечному фракталу с мозаикой различных карманных вселенных, разделенных раздувающимся океаном, — сказал Хокинг в интервью в 2017 году. — Локальные законы физики и химия может отличаться от одной карманной вселенной к другой, которые вместе образуют мультивселенную.
Но я никогда не был поклонником мультивселенной. Если масштаб различных вселенных в мультивселенной велик или бесконечен, теорию невозможно проверить.
В своей статье Хокинг и Хертог заявляют, что представление о вечной инфляции как теории Большого взрыва неверно. «Проблема с обычным объяснением вечной инфляции заключается в том, что оно предполагает существующую фоновую Вселенную, которая развивается в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна, и рассматривает квантовые эффекты как небольшие флуктуации вокруг этого», — сказал Хертог. «Однако динамика вечной инфляции стирает разделение между классической и квантовой физикой. Как следствие, теория Эйнштейна терпит крах в вечной инфляции».
«Мы предсказываем, что наша Вселенная в самом большом масштабе достаточно гладкая и глобально конечная. Так что это не фрактальная структура», — сказал Хокинг.
Теория вечной инфляции, выдвинутая Хокингом и Хертогом, основана на теории струн: разделе теоретической физики, который пытается примирить гравитацию и общую теорию относительности с квантовой физикой, отчасти описывая фундаментальные составляющие Вселенной как крошечные вибрирующие струны.
. Их подход использует концепцию голографии из теории струн, которая постулирует, что вселенная представляет собой большую и сложную голограмму: физическая реальность в определенных трехмерных пространствах может быть математически сведена к двумерным проекциям на поверхность.
Хокинг и Хертог разработали вариант этой концепции голографии, чтобы проецировать временное измерение в вечное расширение. Это позволило им описать вечную инфляцию, не полагаясь на теорию Эйнштейна. В новой теории вечная инфляция сводится к вневременному состоянию, определенному на пространственной поверхности в начале времени.
«Когда мы прослеживаем эволюцию нашей вселенной в обратном направлении во времени, в какой-то момент мы достигаем порога вечной инфляции, когда наше привычное понятие времени перестает иметь какое-либо значение», — сказал Хертог.
Предыдущая «теория отсутствия границ» Хокинга предсказывала, что если вернуться во времени к началу Вселенной, Вселенная сожмется и закроется, как сфера, но эта новая теория представляет собой шаг в сторону от более ранней работы.