Стівен Гокінг – геній, який зробив космос ближчим до людей. Його відкриття змінили уявлення про час, чорні діри та сам Всесвіт. Попри хворобу й життя у візку, він довів, що сила розуму не має меж. Стівен Гокінг поєднав теорію Ейнштейна і квантову фізику, які раніше здавались несумісними. Ось п’ять відкриттів, що зробили його легендою науки.
Теореми Пенроуза – Хокінга про сингулярність
На початку 1970-х Стівен Гокінг разом із Роджером Пенроузом довів, що у межах загальної теорії відносності гравітація за певних умов неминуче створює сингулярності. Це точки, у яких закони фізики перестають діяти. Там неможливо нічого виміряти. Густина й гравітація стають нескінченними, а поняття простору та часу відсутні. Це означає, що сам простір і час – це не сталі чи безкінечні величини. Виявляється, що вони мають межі у минулому. Всесвіт має «початок», до якогось моменту його просто не існувало, заявив Стівен Гокінг.
Їхня робота стала математичним підтвердженням ідеї Великого вибуху. Гокінг і Пенроуз показали, що якщо Всесвіт розширюється зараз, то колись він мав бути стиснутий у надщільну точку. Цей результат змінив бачення космології та філософії часу.
Це відкриття Стівена Гокінга стало першим кроком до пошуку єдиної теорії, яка поєднає гравітацію та квантову фізику. Адже, якщо є місця у просторі чи моменти у часі, де закони звичайної фізики не діють, потрібна нова фізика.
Закони механіки чорних дір
Стівен Гокінг був просто одержимий чорними дірами. Адже саме там можна знайти докази його теорії сингулярності. Він довів, що ці космічні об’єкти не хаотичні, а підкоряються суворим закономірностям. Разом з іншими фізиками Стівен Гокінг сформулював чотири «закони механіки чорних дір». За структурою вони нагадують закони термодинаміки.
Ці ідеї призвели до відкриття, що чорна діра має температуру й ентропію. Її можна описувати за допомогою простих параметрів – маси, заряду й кутового моменту.
Гокінг показав, що:
- чорні діри не є абсолютно «поглинаючими»;
- вони мають внутрішній порядок;
- їхній стан можна описати через фізичні величини.
Роботи Стівена Гокінга створили основу для поєднання термодинаміки й гравітації. Це ще наблизило людство до розуміння квантової природи чорних дір.
Випромінювання Гокінга
У 1974 році Стівен Гокінг зробив відкриття, яке змінило фізику. Він зрозумів, що чорні діри не лише поглинають, а й випромінюють енергію. Це відкриття назвали випромінюванням Гокінга.
Біля чорної діри утворюються частинки, і частина з них виходить назовні. Через це чорна діра повільно втрачає масу. Це значить, що з часом може зникнути. Та виникла нова загадка – інформаційний парадокс. Якщо чорна діра все поглинає, куди зникає інформація про те, що в неї впало? За законами фізики інформація не може зникати зовсім.
Це питання стало одним із головних у науці. Хоча ніхто ще не бачив випромінювання Гокінга напряму, учені знаходять його сліди в експериментах. Стівен Гокінг довів, що навіть чорні діри не є кінцем. Вони живуть, змінюються і зникають, як усе у Всесвіті.
Теорія Хартла-Гокінга про те, що було до початку Всесвіту
У 80-х роках Стівен Гокінг з Джеймсом Хартлом запропонували нову модель виникнення Всесвіту. У ній Всесвіт не має початкової часової межі у класичному сенсі. Тобто «до» Великого вибуху звичного часу просто не існувало. Все перебувало у квантовому стані, де час і простір зливаються в єдину структуру.
Простіше кажучи, немає точки, де щось «починається» бо час у ранньому Всесвіті не існував. Це означає, що не існує «до Великого вибуху» – бо поняття «до» втрачає сенс.
Основні ідеї моделі:
- Всесвіт виникає не з точки, а з квантового «стану»;
- немає потреби у зовнішньому «творцеві моменту»;
- фізика може пояснити початок часу без метафізичних припущень.
І хоча модель залишається теоретичною, вона кардинально змінила мислення в космології.
Теорія Гокінга-Хертога про існування паралельних світів
У 2006 році Стівен Гокінг разом із бельгійським фізиком Томасом Хертогом висунули ще одну революційну ідею в космології. Класична фізика шукає одну єдину історію Всесвіту від Великого вибуху до сьогодення. А теорія Гокінга-Хертога стверджує, що наш Всесвіт може мати безліч можливих історій. Ми ж спостерігаємо лише одну з них. Це залежить саме від нас, наше спостереження «відбирає» її серед усіх.
За Стівеном Гокінгом, історія Всесвіту не «фіксована з минулого», а «обчислюється з майбутнього назад». Тобто ми не просто дивимося на Всесвіт – ми водночас формуємо його історію.
Ключові положення:
- Всесвіт може мати безліч можливих початків;
- наші спостереження визначають, яку «історію» ми бачимо.
Вплив цієї теорії вийшов за межі фізики. Вона торкнулася філософії, теорії інформації й навіть уявлення про свідомість.
Телескоп Джеймса Вебба остаточно підтверджує теорію мультивсесвіту Стівена Гокінга
Теорії Стівена Гокінга нерідко критикували за надмірну фантастичність. Вони ж просто випередили свій час. Сьогодні все більше його ідей знаходять підтвердження. У відео один із прикладів з телескопом Джеймса Вебба. Він не тільки гарно фотографує сузір’я, але й рухає вперед науку:
Стівен Гокінг – людина, що змінила фізику та уявлення людства про світ
Стівен Гокінг залишив після себе не прості формули чи обчислення, а нове уявлення про Всесвіт. Його відкриття змінили науку так само, як відкриття Ньютона і Ейнштейна у свій час. Зараз його теорії здають складними та химерними, але кілька століть назад і уявлення про геліоцентричну схему Сонячної системи здавались неправдоподібними. Сьогодні ідеї Стівена Гокінга є справжнім дороговказом маяком для нових поколінь дослідників.
Відповіді на часті запитання
Стівен Гокінг відкрив, що чорні діри можуть випромінювати енергію – це назвали випромінюванням Гокінга. Це відкриття поєднало квантову фізику і загальну теорію відносності.
Він довів, що чорні діри не повністю “чорні”, а поступово випаровуються. Стівен Хокінг показав, що у Всесвіті немає “меж” у звичному сенсі. Його роботи підтвердили, що фізика може пояснити початок часу і простору.
Він прожив 76 років. Стівен Хокінг народився 8 січня 1942 року, а помер 14 березня 2018 року. Незважаючи на хворобу, працював і писав до кінця життя.
