6 главных открытий Стивена Хокинга
14 марта 2018 года, утром, умер известный физик и популяризатор науки Стивен Хокинг. Ученый занимался космологией и квантовой гравитацией. Мы рассказываем простым языком об основных открытиях Хокинга, которые изменили науку.
Излучение Хокинга
Хокинг разработал теорию о том, что черные дыры «испаряются» за счет особого излучения, которое потом назвали его именем.
До этого открытия ученые считали, что черные ничего не излучают, а лишь поглощают. Он доказал, что черные дыры не совсем черные, так как излучают остаточную радиацию.
Также 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. Стивен Хокинг.
Вселенная создала себя сама
Эта теория Хокинга посвящена вопросу создания вселенной, у которой, по мнению ученого, не было начала и самого момента творения. Ученый предположил, что есть другое направление движения времени (не только вперед или назад), и выдвинул теорию о воображаемом времени, для которого вообще не существует понятий «начала» или «конец».
Хокинг был убежденным атеистом. Вот его цитата на эту тему:
Поскольку существует такая сила как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего. Самопроизвольное создание — причина того, почему существует Вселенная, почему существуем мы. Нет никакой необходимости в Боге для того, чтобы «зажечь» огонь и заставить Вселенную работать. Стивен Хокинг.
Вселенная расширяется
До 20 века считалось, что Вселенная вечна и неизменна. Хокинг доступным языком доказал, 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. Стивен Хокинг.
Кварки не бывают одиноки
Кварки — элементарные частицы, из которых состоят протоны и нейтроны. Хокинг доказал, что существуют только группами и никогда — по одному. Сила, которая связывает кварки, увеличивается с увеличением расстояния между ними. Если попытаться оттянуть один кварк от другого, они только с большей силой притянутся.
Теория сжатия Вселенной
Хокинг думал о том, что произойдет, когда Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься. Пойдет ли время в другую сторону?
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. Стивен Хокинг.
Этот процесс показан в фильме «Господин Никто» с Джаредом Лето в главной роли.
Попытки создать математическую модель этой теории провалились, но она остается популярной. У Вселенной только два варианта: или бесконечное расширение, или сжатие.
Существует огромное число Вселенных
Речь идет об М-теории, которую Хокинг дорабатывал с Леонардом Млодиновым. М-теория — это ответвление теории струн. Согласно этой теории, на самом мельчайшем уровне все частицы состоят из бран — многомерных мембран, свойства которых могут объяснить абсолютно все процессы, происходящие в нашей Вселенной.
Кстати, эта теория также предполагает существование огромного числа вселенных, в которых действуют физические законы, отличные от наших.
А этот факт в свою очередь предполагает наличие инопланетян. Хокинг в них верил.
Во Вселенной со 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит сотни миллионов звезд, маловероятно, что Земля является единственным местом, где развивается жизнь. Стивен Хокинг.
Поделитесь этим постом с друзьями
Источник
Стивен Хокинг: Вселенная породила сама себя
5 удивительных вещей, о которых мир узнал благодаря Стивену Хокингу
1. Прошлое — это вероятность
По словам Хокинга, одно из следствий теории квантовой механики заключается в том, что события, произошедшие в прошлом, не происходили каким-то определённым образом. Вместо этого они произошли всеми возможными способами. Это связано с вероятностным характером вещества и энергии согласно квантовой механике: до тех пор, пока не найдётся сторонний наблюдатель, всё будет парить в неопределённости.
Хокинг: «Независимо от того, какие воспоминания вы храните о прошлом в настоящее время, прошлое, как и будущее, неопределённо и существует в виде спектра возможностей».
2. Общая теория относительности имеет отношение к ошибкам навигационных систем
Общая теория относительности была сформулирована Эйнштейном в 1915-м году. В ней постулируется, что «гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого́ пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии.»
Хокинг выступил в роли популяризатора этой теории. Он утверждает, в частности, что «Если общая теория относительности не будет принята во внимание в GPS-навигационных спутниковых системах, ошибки в определении глобальных позиций будут накапливаться со скоростью около 10 км в день. Важно понимать, что, чем ближе объект к Земле, тем медленнее течёт время. Таким образом, в зависимости от того, на каком расстоянии от Земли находятся спутники, их бортовые часы будут работать с разными скоростями. Эту разницу мы могли бы компенсировать автоматически, если бы этот эффект учитывался».
3. Аквариумные рыбки угнетены
«Представьте себя рыбкой, живущей в аквариуме с выпуклыми стенками. Что вы знали бы о нашем мире, если бы всю жизнь смотрели на него в искажении от стекла и не имели возможности выбраться? Невозможно познать истинную природу реальности: мы считаем, что чётко представляем себе окружающий мир, но, говоря метафорически, мы обречены всю жизнь провести в аквариуме, так как возможности нашего тела не дают нам выбраться из него.» — рассуждает Хокинг.
Впечатлённые этой метафорой власти города Монц, Италия, несколько лет назад законодательно запретили держать рыбок в круглых аквариумах, чтобы искажение света не мешало рыбкам воспринимать мир таким, какой он есть.
4. Кварки никогда не бывают одиноки
Кварки, «строительные блоки» протонов и нейтронов, существуют только группами и никогда — по одному. Сила, которая связывает кварки, увеличивается с увеличением расстояния между ними, так что, если попытаться оттянуть один кварк от другого, то чем сильнее вы будете тянуть, тем сильнее он будет пытаться вырваться и вернуться обратно. Свободные кварки не встречаются в природе.
5. Вселенная породила сама себя
Хокинг является убеждённым атеистом. Он посвятил немало времени научным доказательствам того, что для существования жизни никакой Бог не нужен. Одно из его знаменитых высказываний звучит так: «Поскольку существует такая сила как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего. Самопроизвольное создание — причина того, почему существует Вселенная, почему существуем мы. Нет никакой необходимости в Боге для того, чтобы „зажечь“ огонь и заставить Вселенную работать».
Подписывайтесь на наш официальный канал в мессенджере Telegram для оперативного получения новых статей, публикуемых на портале «Аум Ньюс».
Источник
Британский астрофизик доказал, что Вселенная возникла без участия Бога
Существующая Вселенная «сама создала себя из ничего» благодаря закону гравитации, и Бог ей для этого был не нужен. К такому выводу пришел известный британский астрофизик и теоретик Стивен Хокинг.
Новый и во многом неожиданный взгляд ученого на появление мира содержится в его книге «Большой Проект», которая выйдет на будущей неделе в Великобритании. Выдержки из нее публикует сегодня лондонская газета The Times.
В своей новейшей работе Хокинг объявляет, что современная физика «не оставляет места для Бога» в процессе создания Веселенной. Она, по мнению ученого, создала себя сама, используя физические законы.
Тем самым он отказался от вывода своего выдающегося предшественника Исаака Ньютона, согласно которому мир не мог самостоятельно возникнуть из первичного хаоса лишь в силу одних физических законов. Для этого, по мнению Ньютона, была необходима высшая сила — Создатель.
Как и ранее его соотечественник Чарльз Дарвин, писавший, что для эволюции биологических организмов «Бог не нужен», так и сейчас Хокинг пришел к аналогичному выводу относительно создания нашей Вселенной.
Еще некоторое время назад, отмечает британская радиостанция BBC, Стивен Хокинг не исключал возможность участия высших сил в создании материи и видел в Боге «потенциального создателя мира». Однако сейчас он изменил свою точку зрения.
Хокинг признался, что идея о саморазвитии Вселенной пришла к нему в 1992 году, когда была обнаружена схожая с нашей Солнечной системой новая планетарная система. «Я понял, что мы не являемся уникальным явлением в космосе», — пишет ученый.
«Ответ на вопрос, нужен ли Вселенной Создатель, — нет, не нужен», — считает астрофизик. «Большой взрыв, который привел к появлению известного науке современного мира, не требует «божественной руки». Он представляет собой неизбежные последствия физических законов», — утверждает Хокинг.
Одновременно 68-летний британский астрофизик заявил, что современная наука находится в преддверии революции, когда будет создана единая теория, объясняющая все фундаментальные основы физического мира и бытия. При этом, по мнению Хокинга, открытие будет сделано в рамках М-теории, которая предполагает наличие параллельных миров и многочисленных физических сил, неизвестных еще современной науке, сообщает ИТАР-ТАСС.
Источник
Что за тайны разгадал Стивен Хокинг
Существует ли Бог? Как возникла Вселенная? Что такое время? Это настолько пугающие вопросы, что большинство обычных людей стараются даже не думать об этом. Гениальный ученый Стивен Хокинг не только нашел ответы, но и рассказал о них языком, доступным каждому.
По собственному признанию Стивена Хокинга, в детстве он не отличался успехами в учебе. Однако уже тогда он задавался важными вопросами — настолько пугающими и, казалось бы, не имеющими ответов, — что большинство обычных людей стараются просто не думать на такие темы.
В своей небольшой книге «Краткие ответы на большие вопросы» Хокинг поделился с читателями своими последними идеями — как научными, так и личного характера. Он скончался в возрасте 76 лет, но перед этим доступным и понятным языком объяснил абстрактные понятия, составляющие предмет космологии и теоретической физики.
Кроме того, в этой полной юмора книге Хокинг рассказал о своей жизни, поведав, как из не подающего больших надежд студента он превратился в ученого с мировым именем — достижение, значимость которого является особенно высокой с учетом того, что еще до достижения тридцатилетия у Хокинга было диагностировано прогрессирующее заболевание центральной нервной системы, боковой амиотрофический склероз. Врачи считали, что жить ему осталось недолго. Этот ранний смертный приговор выработал у Хокинга удивительный вкус к жизни и осознание ценности каждого прожитого момента.
«После того, как мои ожидания свелись к нулю, каждый новый день стал для меня подарком, и я начал ценить все, что имею, — объясняет он. — Пока я живу, я надеюсь».
Дорожа каждым прожитым мигом и не веря в загробную жизнь, Хокинг постоянно изучал Вселенную силой своего разума и используя достижения науки. Он полагал, что ему отведено на это не так много времени, и не терял его понапрасну.
Так давайте храбро отправится туда, куда нас вел Стивен Хокинг, и попробуем ответить на самый главный из всех вопросов, волновавший умы мистиков, философов, художников, ученых и писателей все то время, что существует человечество: существует ли Бог?
Законы науки и Бог
Хокинг не был религиозным человеком. Он не верил в Бога. Он верил в законы науки. Однако он дал научное определение Бога и утверждал, что мы можем познать «божественный разум», поскольку «понимание божественного разума — это понимание законов природы».
«Я предсказываю, что к концу этого столетия мы познаем божественный разум», — писал он.
Хокинг соглашался с тем, что Бога можно определить, как «законы природы», однако считал это не доказательством существования Бога, а просто описанием безличной высшей сущности, которая не влияет на жизнь человека и не судит нас.
«Я ничего не имею против Бога, — писал он, — и не хочу, чтобы мою работу воспринимали как попытку доказать или опровергнуть его существование. Моя работа состоит в том, чтобы найти рациональное объяснение того, как все вокруг нас устроено».
Именно этим Хокинг и занимается в своей книге, объясняя, как организована Вселенная и каким образом она сама себя создала.
Масса и пространство
Хотя Вселенная и сложна, она состоит всего из трех компонентов — материи, энергии и пространства. А если воспринимать материю, или массу — пыль, камни, лед и жидкости — как форму энергии, что доказал Альберт Эйнштейн в своем уравнении E=mc2, то получается, что Вселенная состоит всего из двух основных компонентов — энергии и пространства.
Есть вещество — масса или материя, и есть то, что содержит в себе это вещество и окружает нас — пространство.
Уравнение Эйнштейна, в котором сказано, что энергия объекта равна его массе, умноженной на квадрат скорости света, по сути, доказывает, что масса и энергия — это одно и то же. Космическая кладовка устроена очень просто, однако из трех (или двух) имеющихся в ней ингредиентов можно приготовить огромное количество блюд.
Хокинг верил в то, что именно это и привело к тому, что Вселенная создала себя сама.
«В момент Большого взрыва возникла вся наша Вселенная, а вместе с ней и пространство. Она раздулась, как большой воздушный шарик», — писал он.
Большой взрыв произвел огромное количество положительной энергии, однако одновременно с этим высвободилось такое же количество отрицательной энергии — мы знаем об этом, потому что Вселенная симметрична. Хокинг объясняет эту симметрию с помощью простой аналогии. Если вы насыпаете холм, то одновременно с этим роете яму, беря землю из одного места, чтобы переместить ее в другое.
То же самое происходит и в случае с положительной и отрицательной энергией. Согласно законам природа, сумма всегда должна равняться нулю.
Пространство — это и есть обширное хранилище отрицательной энергии, уравновешивающей положительную энергию материи. Хокинг сравнивал Вселенную с «огромным аккумулятором», в котором хранится отрицательная энергия. Отрицательная энергия (яма) распределена по всему пространству, а положительная (холм) — это масса и энергия материального мира, и к ней относятся люди, горы, Земля и многое другое. Теперь перейдем к более сложным вещам.
Для того, чтобы понять, как Вселенная могла создать саму себя из ничего, нам придется обратиться к квантовой механике.
На микроуровне энергия действует случайным образом и иногда может на мгновение возникать из ничего. Хокинг называет Вселенную «величайшим бесплатным обедом», поскольку она возникла на микроуровне из ничего, не имея никакой «причины» или «создателя» помимо законов квантовой механики и присущего ей элемента случайности.
До времени
Обычно мы полагаем, что каждое событие или явление возникает благодаря другому явлению, произошедшему раньше. Поэтому можно прийти к выводу, что Вселенную создал Бог.
Однако Хокинг предлагал другое объяснение:
«Закон природы говорит нам, что не только Вселенная, подобно протону, могла появиться на свет без чьей-либо помощи, вообще не задействуя какое-либо количество энергии, но и Большой взрыв, возможно, возник из ничего. Из ничего».
Хокинг утверждает, что время появилось именно тогда, когда произошел Большой взрыв. Благодаря Эйнштейну мы знаем, что между временем и пространством существует фундаментальная связь. Поэтому если мы согласимся с тем, что до Большого взрыва не было никакого времени, нам не нужно будет объяснять возникновение Вселенной с помощью фигуры Создателя.
«Мы не можем говорить о времени до Большого взрыва, поскольку до Большого взрыва времени не существовало как такового, — пишет Хокинг. — Мы наконец нашли то, у чего нет предшествующего явления, потому что не было времени, в котором это явление могло бы существовать».
По словам Хокинга, бессмысленно спрашивать о том, что было до Большого взрыва, так как тогда вообще не было такой вещи, как время. Это вопрос, на который нет и не может быть ответа. Все равно, что спросить: «Что находится к югу от Южного полюса?»
Если концепция времени существует только в нашей Вселенной, а Вселенная возникла самопроизвольно на микроскопическом уровне, создав при этом время, то мы в принципе не можем говорить о том, что было «раньше». Время появилось как результат Большого взрыва.
Конец истории
После Большого взрыва, создавшего время, Вселенная начала быстро расширяться. Мы знаем об этом, поскольку можем изучить начало Вселенной с помощью очень слабых радиоволн, которые дают нам возможность создать своего рода карту прошлого.
В 1960-е годы ученые установили, что Большой взрыв разбросал по Вселенной частицы материи, из которых образовались галактики, а также высвободил огромное количество радиоактивной энергии, которую можно обнаружить в микроволнах.
Как объясняют эксперты НАСА, эти волны — являющиеся отголосками Большого взрыва, так называемым «послесвечением» — мы теперь можем измерить. Температура небесной сферы практически везде одинакова, существуют лишь мельчайшие отклонения (или флуктуации) размером в миллионную долю, которые и позволяют нам узнать о возникновении, эволюции и устройстве Вселенной.
Считается, что эти крошечные вариации космического микроволнового излучения отображают различия в плотности материи в начале существования Вселенной, которые привели к формированию галактик и, в конечном итоге, к появлению жизни.
В 1982 году Хокинг предложил теорию, согласно которой квантовые флуктуации — крошечные вариации в распределении материи — могли привести к появлению организованных структур, таких как галактики, звезды, а затем и формы жизни.
Примерно 20 лет спустя космический аппарат НАСА WMAP добыл факты, подтверждающие эту гипотезу, зафиксировав эти слабые флуктуации температуры микроволнового излучения, которые доказывают, что в ранней Вселенной были зоны различной плотности. Как пишет об этом в своей книге Стивен Хокинг: «WMAP создал удивительную карту флуктуаций температуры распределения микроволнового излучения на небесной сфере — снимок Вселенной, когда она была в сто раз моложе, чем сейчас».
На этой карте есть несоответствия, которые доказывают, что некоторые участки Вселенной обладали большей плотностью, чем другие. В этих плотных зонах благодаря гравитации расширение происходило медленнее, и частицы материи сбивались в галактики и звезды. Хокинг назвал эту карту «чертежом всей структуры Вселенной», а человечество — «продуктом квантовых флуктуаций очень ранней Вселенной».
Одно из последних предсказаний Хокинга заключается в том, что, в конечном итоге, гравитационное притяжение всей материи полностью остановит расширение Вселенной и произойдет Большое сжатие. В результате гравитации галактики будут притягиваться друг к другу и, в итоге, сожмутся в одну. У Хокинга был и другой прогноз относительно будущего Вселенной, тоже не слишком оптимистичный.
Согласно этой гипотезе, если плотность Вселенной упадет ниже критического значения и гравитационное притяжение станет слишком слабым, галактики продолжат удаляться друг от друга, и космос будет становиться все более пустым и холодным по мере выгорания звезд.
В любом случае, через сжатие или расширение, по мнению Хокинга, Вселенная когда-нибудь перестанет существовать. Где было начало, там будет и конец. Однако сильно переживать не стоит, до конца истории остаются еще миллиарды лет.
А пока что не стоит растрачивать попусту отведенное нам время. «Будьте смелыми, будьте любознательными, будьте целеустремленными, преодолевайте трудности. Все осуществимо, — писал Хокинг. — Все мы путешественники во времени, вместе направляющиеся в будущее. Так давайте сделаем это будущее тем местом, которое нам захочется посетить».
Источник