что придумал стивен хокинг
Стивен Хокинг: топ-5 научных открытий в физике
Мы привыкли, что великие Ньютон, Максвелл, Тесла, Планк, Бор, Эйнштейн (тут может быть еще много имен) жили когда-то давно, очень далеко от нас. В этот ряд можно смело вносить имя Стивена Хокинга, нашего современника.
Рассмотрим знаменитые открытия физика и поймем, почему вместе с ним ушла эпоха.
Научные открытия Стивена Хокинга
Главные открытия и работы Хокинга связаны с изучением космоса и черных дыр. Но это далеко не все. Ученый прожил 76 лет и успел многое. А начал он рано, еще в 1960-х. Уже тогда у Стивена Хокинга обнаружились симптомы болезни моторного нейрона, которая приковала его к коляске.
Несмотря на прогнозы врачей, которые пророчили Стивену от силы несколько лет, он прожил долгую жизнь, совершил множество открытий в физике, астрономии и космологии, полетал в невесомости и стал отцом аж троих детей! Истинное торжество разума, воли и чувства юмора.
Итак, что сделал и до чего додумался, и какие открытия совершил Стивен Хокинг?
Черные дыры «испаряются»
Благодаря Стивену Хокингу мы узнали о черных дырах очень много. Раньше люди думали: все, что упало в черную дыру, исчезло бесследно. Но в рамках квантовой теории черные дыры должны излучать частицы, преимущественно фотоны. Это так называемое излучение Хокинга.
Пока что оно еще не было обнаружено экспериментально, но физики возлагают на него большие надежды. В частности, используя излучение Хокинга можно получить почти неисчерпаемый источник энергии.
Также в ходе споров со своими коллегами и исследований Хокинг признал, что ничто не исчезает бесследно. Другими словами, даже при падении в черную дыру, информация должна сохраняться. Это так называемый информационный парадокс, который представляет собой одну из основных проблем квантовой гравитации.
Вселенная возникла из сингулярности
Сингулярность – это что-то очень маленькое, но очень тяжелое. Например, в центре черной дыры находится сингулярность – бесконечно малая точка с бесконечно большой плотностью.
Все, что падает в черную дыру, сначала попадает за горизонт событий, а потом в сингулярность, где заканчивает свое существование в привычном для нас виде.
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
Вселенную можно описать одним уравнением
В квантовой механике состояние частицы описывается волновой функцией. Так как Вселенная возникла из сингулярности, ее тоже можно принять за частицу и описать одним уравнением.
Это уравнение – волновая функция Вселенной, которая описывает ее развитие от Большого Взрыва и далее. Составить такое уравнение – это одно, а составить без ошибок – совсем другое.
Вообще Хокинг сделал многое для объединения квантовой механики и общей теории относительности Эйнштейна.
Черные дыры могут обеспечить нас энергией
Стивен Хокинг предсказал образование микроскопических черных дыр во время Большого Взрыва. Такие черные дыры, испаряясь, выделяют энергию, а заканчивают свое существование взрывом. Причем, чем меньше становится масса дыры, тем сильнее излучение Хокинга.
Хокинг полагал, что можно создать микроскопическую черную дыру искусственным путем и использовать ее излучение для получения энергии.
Черная дыра размером с гору будет вырабатывать рентгеновское и гамма-излучение с общей мощностью примерно в 10 миллионов мегаватт, чего хватит на питание электрических приборов всей Земли
Правда, черная дыра величиной с гору, окажись она вдруг на Земле, может устроить здесь настоящую катастрофу и расстроить все планы на выходные. Так что такой источник энергии придется держать на безопасном расстоянии. Например, на орбите, или вообще в другом измерении.
Физика может быть понятной
Это не научное открытие в чистом виде, но огромная заслуга ученого. Стивен Хокинг мог описать свои открытия простым языком. Он популяризировал науку и пробудил к ней интерес широких масс. Согласитесь, довольна сложная задача в эпоху сериалов и расцвета развлекательных медиа.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Книги Хокинга «Краткая история времени», «Кратчайшая история времени», «Мир в ореховой скорлупке», «Высший замысел» и многие другие написаны практически без формул и громоздких математических выкладок.
Сам Хокинг не получал профильного математического образования. В первый год преподавания в Оксфорде он читал учебник, всего на две недели опережая своих студентов в пройденном материале.
Стивен Хокинг, как любой нормальный человек и исследователь, ошибался. Он, видимо, понимал, что в спорах рождается истина, и охотно заключал пари.
Например, в 1974 году Стивен Хокинг поспорил со своим другом Кипом Торном – тем самым физиком, который был консультантом и продюсером фильма «Интерстеллар». Спорили они о том, является ли объект Лебедь Х-1 черной дырой.
Хокинг утверждал, что нет. Торн настаивал на противоположном. К слову, Лебедь Х-1 – один из мощнейших в нашей галактике источников рентгеновского излучения.
Ждать пришлось долго, и только в 1990 году Хокинг на основе новых наблюдений за объектом спора признал, что проиграл. Лебедь Х-1 оказался черной дырой, так как в нем была обнаружена гравитационная сингулярность. А Кип Торн тогда выиграл годовую подписку на журнал «Пентхаус».
Стивен Хокинг: советы человечеству
Не нужно слушать абы кого. Иногда не нужно слушать даже маму. А вот таких людей, как Стивен Хокинг, послушать очень даже стоит.
Стивен Хокинг видел опасность в развитии искусственного интеллекта. По его мнению, машины очень скоро могут превзойти людей интеллектуально. А когда это произойдет, у машин появятся собственные желания, подобные человеческим. Для самих людей это не сулит ничего хорошего.
Также Хокинг был убежденным атеистом и верил в то, что инопланетяне существуют. При этом он не торопился познакомиться с ними, считая, что контакт с другой цивилизацией не пошел бы человечеству на пользу.
Скорее всего, внеземная цивилизация окажется более развитой, а мы будем на месте индейцев, когда те столкнулись с конкистадорами.
По мнению Стивена Хокинга, для выживания людям нужно будет покинуть землю. Из-за роста потребления энергии во второй половине 3-го тысячелетия с нашей старушки-Земли нужно будет «валить». А вот как – это уже другой вопрос. Переезд на новую планету – это вам не квартиру снять. Но, как говорится, захочешь жить, и не такое сделаешь.
Если у вас есть вопросы по учебе, вдохновитесь примерами Стивена Хокинга и Николы Теслы! Нерешабельных задач просто не существует, когда рядом есть такие примеры и профессиональный студенческий сервис.
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Человек–вселенная. Главные достижения и прогнозы Стивена Хокинга
Человек продолжает жить, пока жива память о нем. В этом смысле можно уверенно сказать, что британский физик Стивен Хокинг, скончавшийся на 77-м году жизни, победил время и обрел бессмертие. Его главные достижения – в материале портала Москва 24.
Фото: ТАСС/ FA Bobo/PIXSELL/PA Images/Joe Giddens
Популяризация науки
Давным-давно научиться читать и писать могли только представители элиты: у обычных людей просто не было шансов обрести эти навыки. В наши дни то же самое можно было бы сказать и про науку о зарождении Вселенной, если бы 8 января 1942 года в Оксфорде не родился Стивен Уильям Хокинг.
Большую часть своей научной жизни Хокинг посвятил именно популяризации науки, пытаясь сделать ее доступной для каждого человека. В 1988 году увидела свет его «Краткая история времени», которая моментально стала бестселлером и была переведена на десятки языков.
Несмотря на то, что в своем труде Хокинг рассказывал о таких сложных явлениях, как зарождение Вселенной, в ней присутствовала всего одна формула, знакомая каждому еще со школьной скамьи: Е=mc^2. Кроме того, Хокинг выразил свой взгляд на множество современных проблем, таких как социальное неравенство, экология и глобальное потепление.
Для самых маленьких
Стивен Хокинг с Дочерью Люси. Фото: ТАСС/FA Bobo/PIXSELL/PA Images/Matt Crossick
Хокинг делал все возможное не только для того, чтобы сделать науку доступной для взрослых, но и помогал разобраться в ней детям.
В 2007 году Хокинг вместе со своей дочерью Люси написали детскую сказку «Секретный ключ Джорджа ко Вселенной». Она повествует о жизни мальчика, который вопреки попыткам родителей оградить его от современных технологий, знакомится с соседом-физиком, у которого есть невероятно мощный компьютер, способный открывать порталы в удаленные точки Вселенной.
Спустя еще два года вышло продолжение книги под названием «Космическая охота Джорджа за сокровищами».
А в 1985 году Хокинг перенес тяжелое воспаление легких и в результате серии операций утратил способность говорить. Чтобы Стивен мог контактировать с окружающими, друзья подарили ему электронный синтезатор речи. К концу жизни он управлял им единственной подвижной мышцей – мимической мышцей щеки.
День независимости
Фото: ТАСС/Zuma/Dennis Van Tine
Была у Хокинга своя теория и о том, чем может закончиться личная встреча людей с представителями инопланетных цивилизаций. Стоит сразу заметить, что никакого оптимизма по этому поводу ученый не испытывал.
Признавая даже чисто математическую возможность существования иных живых организмов во Вселенной, Хокинг предполагал, что в случае встречи решающую роль сыграет уровень развития технологий.
Иными словами, ученый считал, что если технологии инопланетян будут превосходить земные, произойдет то же, что и после открытия Колумбом Америки: пришельцы построят свою колонию и будут использовать местное население в качестве рабов.
Кроме того, Хокинг предполагал, что в ближайшем тысячелетии человечество погибнет, если не найдет способа начать колонизировать другие планеты. Что касается сценариев, ученый считал, что все закончится либо ядерной войной, либо созданием генетического вируса.
Предостерегал ученый и от изобретения искусственного интеллекта: по словам Хокинга, перед тем, как начать заигрывать с различного вида роботами, человечеству нужно убедиться, что его цели и цели машин совпадают. Впрочем, не он один любил пофантазировать на эту тему: о войне человека и машин снято огромное количество художественных фильмов, среди которых «Терминатор», «Матрица», «Я, Робот» и другие.
Эйнштейн был прав
Фото: ТАСС/PA Images/Anthony Devlin
Среди всего прочего одним из главных достижений Хокинга является то, что он подтвердил Общую теорию относительности, сформулированную Альбертом Эйнштейном в далеком 1915 году.
Эйнштейн утверждал, что существование гравитационных эффектов обусловлено деформацией пространства-времени, связанного с присутствием массы-энергии, а не за счет взаимодействия сил и полей.
В свою очередь, Хокинг отмечал, что если эта теория не будет учтена в процессе разработки систем спутниковой навигации, то погрешность в их работе будет накапливаться со скоростью порядка 10 километров в день. Это связано с тем, что время на земной орбите и на поверхности земли течет по-разному, а значит и бортовые часы космических аппаратов будут работать с другой скоростью.
Про него были сняты и два биографических фильма: «Хокинг», в котором ученого сыграл известный британский актер Бенедикт Камбербэтч, а также «Вселенная Стивена Хокинга», центральное звено которого – любовная история Хокинга и Джейн Уайлд.
Конца ей не видать
Фото: ТАСС/PA Photos/Andrew Matthews
Вместе с Джимом Хартлом в 1983 году Хокинг создал теорию о том, что наша Вселенная не имеет границ.
Чтобы объяснить это более простым языком, Хокинг предлагает представить движение по поверхности земного шара: ни одному человеку еще не удалось дойти до ее края. При этом разница между земной поверхностью и Вселенной есть: первая существует в двух измерениях, вторая – в четырех.
В своем объяснении Хокинг добавлял, что понятие пространства-времени похоже на земные линии широт, которые сначала расширяются на пути к экватору, а затем, наоборот, сужаются. Исходя из этого ученый делал вывод, что и со Вселенной однажды произойдет коллапс. Однако случится это не раньше, чем через 20 миллиардов лет.
Излучение Хокинга
В 1973 году Стивен приехал в Москву и пообщался с Яковом Зельдовичем и Александром Старобинским. Советские ученые показали Хокингу, что в соответствии с законами квантовой механики черные дыры должны не только поглощать, но и рождать частицы.
Спустя год Хокинг представил свою доработанную теорию о том, что черные дыры со временем теряют массу, так как рождают пары частица-античастица, и в случае, когда полная энергия античастицы отрицательна, а энергия частицы положительна, первая падает в черную дыру, уменьшая ее энергию и массу, а вторая, наоборот, улетает в бесконечность. Этот эффект получил название «Излучение Хокинга».
Борьба за права рыбок
Однажды Хокинг сравнил человечество с рыбками, которые живут в аквариуме сферической формы. Тем самым ученый пытался объяснить, что не имея возможности выбраться за пределы своего аквариума, человек считает, что знает все об устройстве окружающего мира, а на самом деле видит лишь искаженное изображение.
Так получилось, что власти итальянского города Монц восприняли его слова слишком буквально и поспешили ввести закон, запрещающий разводить рыбок в аквариумах сферической формы. Однако власти города забыли о том, что сама по себе вода, в которой живут рыбки, имеет собственный коэффициент преломления света и искажает изображение даже в аквариуме кубической формы.
«О тайнах Вселенной он знал больше любого из нас»: какой вклад в науку внёс Стивен Хокинг
Скучающий в Оксфорде гений
В 17 лет Стивен Хокинг поступил в Университетский колледж Оксфорда, где изучал математику и физику. Учёбу юноша находил до того лёгкой и скучной, что редко открывал учебники. Ему больше нравилось общаться с однокурсниками и читать новинки научной фантастики.
«Курс физики в то время был построен таким образом, что избежать работы было очень несложно. Я сдал один экзамен перед поступлением, а затем лишь выпускные экзамены через три года», — писал Хокинг в автобиографии.
По собственному признанию, за три года учёбы он «по-настоящему проработал около тысячи часов — примерно по часу в день». Университетская программа не казалась Хокингу достойной внимания. Единственным предметом, который молодой физик счёл интересным, была космология. По его словам, только она позволяла ответить на «главный вопрос: откуда появилась Вселенная?»
Поворотный момент
Осенью 1962 года Хокинг продолжил учёбу в Тринити-колледже Кембриджского университета.
В Кембридже он хотел попасть к самому известному британскому астроному того времени, автору теории стационарной Вселенной (альтернативы теории Большого взрыва) Фреду Хойлу. Однако у последнего уже было достаточно студентов, поэтому Хокинга определили в группу физика Денниса Сиама, о котором до того он никогда не слышал.
«Я не соглашался со многими из его идей, но эти споры определённо способствовали созданию моего собственного видения», — признался Хокинг в автобиографии.
Самой привлекательной областью исследования Хокинг счёл космологию, которую фактически тогда не признавали наукой. Учёный был недоволен тем, что космология и общая теория относительности остановились на уровне 1930-х годов. В автобиографии Хокинг вспоминает слова Ричарда Фейнмана, лауреата Нобелевской премии по физике, посетившего конференцию по теории относительности и гравитации в Варшаве в 1962 году: «Я не вынес из этой конференции ничего, ничему не научился. Потому, наверное, что эта область бездействует, нет никого, кто бы исследовал её, слишком немногие из учёных интересуются ею. Результат — бесполезная трата времени в компании совершенных болванов».
С этого момента Хокинг осознал необходимость вплотную заняться изучением космологии и гравитации.
«По иронии судьбы, именно Варшавская конференция стала поворотным моментом в возрождении общей теории относительности», — вспоминал Хокинг в автобиографии.
Эффект Хокинга
В 1963 году на научную арену вышли представители нового поколения физиков и космологов, появились передовые исследовательские центры, изучавшие общую теорию относительности. В этом же году у Хокинга диагностировали боковой амиотрофический склероз (БАС). По прогнозам врачей, молодому учёному оставалось жить всего два с половиной года. Однако болезнь прогрессировала крайне медленно, и Хокинг смог вернуться к работе.
Для начала молодой физик вместе со своими коллегами провёл очередной эксперимент, доказавший справедливость общей теории относительности Эйнштейна. Убедившись в её правильности, Хокинг решил заняться изучением самых необычных последствий, вытекающих из этой теории. К таковым относились идея расширения Вселенной после Большого взрыва и возможность существования чёрных дыр.
«Начинал он с классической гравитации. Его работа конца 1970-х годов посвящена сингулярности — области пространства-времени», — отметил в беседе с RT академик РАН, главный сотрудник Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН Алексей Старобинский.
По словам российского учёного, итогом усилий Хокинга стало то, что «современная космология построена на наличии такой сингулярности».
Стивен Хокинг решил применить идею о пространственно-временной сингулярности в центрах чёрных дыр к целой Вселенной в момент её рождения. В 1965 году молодой учёный выступил с докладом, подтверждающим эту смелую идею.
«Хокинг внёс ценный вклад в космологию, теорию космологической сингулярности, развил теорию чёрных дыр и ввёл понятие «испарение чёрных дыр». Его идеи лежат в основе квантовой космологии. В этом главные достижения Хокинга», — сообщил в беседе с RT доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории галактических космических лучей НИИЯФ МГУ Александр Панов.
Разделяет мнение Панова о весомом вкладе Хокинга в космологию и Старобинский, которому удалось поработать со знаменитым физиком.
«Если говорить о вкладе в космологию, то это его работы 1982 года, сделанные на знаменитом Наффилдовском симпозиуме в Кембридже. На нём Хокинг, я и ещё двое учёных практически одновременно сделали правильный расчёт спектра возмущений плотности», — заявил учёный в беседе с RT.
По словам академика Отделения физических наук РАН Юрия Балеги, самое крупное достижение Хокинга заключается в том, что в начале 1970-х годов он ввёл новое понятие — «испарение чёрных дыр».
«Чёрная дыра — это место, куда в результате гравитации стекается всё вещество. Но Хокинг допустил, что чёрные дыры могут постепенно исчезать из-за квантовых эффектов у их горизонта событий, испуская энергию в виде излучения. Эти испарения получили названия «эффект Хокинга», — пояснил Балега в интервью RT.
Член-корреспондент РАН, ведущий научный сотрудник Отдела теоретической физики ИЯИ РАН Сергей Троицкий в беседе с RT также назвал особенно ценной теорию испарения маленьких чёрных дыр.
«Удивительно, что большие чёрные дыры растут, а маленькие испаряются, могут просто исчезнуть», — отметил Троицкий.
Эксперты также отметили, что научные достижения Хокинга помогут учёным в дальнейшем расширить свои знания о космосе.
«Для меня самое главное открытие Хокинга — это излучение чёрных дыр, которое называется «излучением Хокинга». Думаю, оно поможет в будущем узнать больше о внутренности чёрной дыры», — отметил в интервью RT главный научный сотрудник НИИЯФ МГУ Владимир Кукулин.
Популяризатор науки
Широкую известность Хокинг получил благодаря своей популяризаторской деятельности. В 1988 году была опубликована его научно-популярная книга «Краткая история времени: От Большого взрыва до чёрных дыр». Работа тиражом 10 млн экземпляров была переведена на 40 языков.
«Значимы его достижения в популяризации физики и астрофизики, распространении научных знаний для человечества. О тайнах Вселенной он знал, вероятно, больше любого из нас, и по возможности делился своими знаниями. Это очень важно, когда есть кто-то, кто может разъяснить место человека во Вселенной», — отметил Балега.
По словам Кукулина, «среди всех живущих и живших учёных Хокинг был самым главным популяризатором науки».
Несмотря на свою болезнь, Хокинг много путешествовал, встречался с лидерами государств, в течение 25 секунд испытал состояние невесомости на борту специального самолёта и даже думал о космических полётах.
Хокинг активно участвовал в проектах Юрия Мильнера Breakthrough Listen по поиску внеземной жизни и созданию маленьких космических аппаратов для полётов к «двойнику» Земли — альфе Центавра. Учёный не переставал удивляться, как человечество, склонное к конфликтам и войнам, намеревается протянуть хотя бы следующие сто лет на Земле, и был уверен в необходимости найти «запасную» планету для жизни.
Стивен Хокинг и его работа — что дал ученый человечеству?
Выступление Хокинга в виде голограммы перед слушателями в Гонконге. Ученый находился в это время с собственном офисе в Кембридже
Как уже сообщалось на Geektimes, cегодня утром в своем доме ушел из жизни один из величайших ученых нового времени, британский физик-теоретик Стивен Хокинг. Ему было 76 лет. Несмотря на тяжелую болезнь, боковой амиотрофический склероз, Хокинг жил практически полноценной жизнью — выступал на конференциях, появлялся на телевидении, даже озвучивал самого себя в «Симпсонах». Но, конечно, известность он получил не столько за публичную деятельность, сколько за свои научные работы. Научным изысканиям и достижениям Хокинга и посвящена эта статья.
Что это за работы и в каком направлении «копал» ученый? Почему о нем и его книгах, концепциях говорят очень многие? Хокинг — один из основоположников квантовой космологии. Ученый формировал теорию возникновения Вселенной в результате Большого взрыва. В ходе работы он сделал большое количество открытий, включая такую специфическую сферу, как эволюция звезд. Одна из его первых книг, «Краткая история времени», стала научно-популярным бестселлером, его читали даже люди, весьма далекие от науки.
В этом материале биографических данных не очень много, он написан для того, чтобы дать представление о работе Хокинга. Правда, для лучшего понимания того, насколько выдающимся человеком он был, стоит указать несколько фактов из жизни ученого, всего пара абзацев.
Стивен Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде. Несмотря на ум, в учебе в школе он не выделялся, как, собственно, и многие ученые до него. Троечником был и Эйнштейн. Кстати, Хокинг получил от школьных товарищей прозвище Эйнштейн. После школы он поступил в вуз, и во время учебы врачи поставили Хокингу диагноз — боковой амиотрофический склероз. К сожалению, это заболевание не лечится, и большинство пациентов с таким диагнозом умирают еще молодыми.
Речь студента становилась все менее внятной, ему стало трудно ходить, мелкая моторика рук стала проблемой. Тем не менее, будущий выдающийся ученый продолжил учебу. В 1962 году он закончил университет, получив степень бакалавра по математике и физике. После того, как врачи диагностировали болезнь, Хокингу давали всего два года — на большее медики не рассчитывали.
Тем не менее, болезнь не слишком быстро прогрессировала, и Хокинг ходил до конца 60-х, после чего ему пришлось начать передвигаться на коляске. В 1985 году ученый перенес воспаление легких, после чего он утратил способность говорить. Именно тогда он стал использовать синтезатор речи. Все это не остановило его от избранного пути — пути к познанию.
В 1965 году молодой специалист начал вести научную деятельность в Кембриджском университете в колледже Гонвилль и Киз. Всего через год он получил степень доктора философии. После этого деятельность ученого стала весьма разнообразной. К примеру, он перешел на работу в Институт теоретической астрономии. Там, на кафедре прикладной математики и теоретической физики, Хокинг стал профессором физики и математики.
Начало его карьеры пришлось как раз на 60-годы, когда был проведен третий из серии классических экспериментов «опыт», который подтвердил справедливость общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Этот опыт показал гравитационное красное смещение — то есть изменение частоты света при прохождении луча рядом с массивным объектом, например, звездой.
Когда теория Эйнштейна была подтверждена, ученые стали исследовать возможные ее проявления и следствия. Например, динамику расширения Вселенной после выхода из состояния равновесия. Также многие специалисты занялись изучением черных дыр. Эта тематика заинтересовала и Хокинга. В диссертации ученый использовал теоремы, которые сформулировал его коллега, британский математик Роджер Пенроуз. Заслуга Стивена Хокинга была в том, что он применил эти теоремы ко всей Вселенной, объясняя, в частности, гравитационные сигнулярности. Они предоставляют собой феномен пространства-времени, попытки применить уравнения общей теории относительности к которому дают некорректные с физической точки зрения решения.
Интересно, что именно Пенроуз смог объяснить процесс возникновения черных дыр, связав его с сингулярностью. Пенроуз утверждал, что обычная звезда превращается в черную дыру благодаря гравитационному коллапсу, который сопровождается рождением особого рода поверхности. Ее можно назвать «ловушечной».
Понятно, что «изучать» черные дыры напрямую нельзя, поэтому приходится предлагать объяснения различным явлениям, следя за тем, чтобы это объяснение согласовывалось с другими феноменами и их проявлениями, а также с общей концепцией пространства-времени. В 1971 году Хокинг предположил, что кроме обычных черных дыр существуют и микроскопические объекты с массой в миллиарды тонн но объемом, не превышающем объем протона.
Развивая эту теорию, в 70-х годах прошлого века Хокинг вместе с учеными Брэндоном Картером и Дэвидом Робинсоном смогли подвести доказательную базу под гипотезу американского физика Джона Уилера. Согласно ему, изолированные черные дыры, описанные в пространстве-времени Шварцшильда, могут характеризоваться двумя параметрами. Первый — масса и второй — угловой момент.
В своей работе «Крупномасштабная структура пространства-времени» Хокинг с другим ученым, Джоном Эллисом указывали, что конечным этапом эволюции массивной звезды является черная дыра. То есть коллапс за горизонт событий, в результате чего и образуется черная дыра, внутри которой, в свою очередь, образовывается сингулярность. Ученые утверждали, что в начале эволюции Вселенной тоже была сингулярность, которую можно охарактеризовать как начало всех начал.
Многие коллеги Хокинга в 60-е годы прошлого века старались объяснить образование и существование черных дыр лишь методами квантовой механики и положениями общей теории относительности. Хокинг же одним из первых, если не первым, стал применять термодинамику. Ему удалось получить точное выражение для энтропии черной дыры. В этом случае Стивен Хокинг воспользовался работами израильского физика Якоба Бекенштейна, который вывел зависимость — энтропия черной дыры пропорциональна ее площади.
В 70-х Стивен Хокинг встретился с рядом ученых СССР, включая известного физика Якова Зельдовича. Последний считал, что черные дыры вполне могут излучать фотоны. Все дело в том, что на горизонте событий в черной дыре образуются пары виртуальных частиц. Причем одна из них уходит от дыры, а вторая — падает в нее. Воспользовавшись этой перспективной идеей, Хокинг смог рассчитать тепловой спектр черной дыры. Он получил интересный результат. К примеру, температура черной дыры с массой, равной солнечной, почти нулевая, всего одна миллионная кельвина. Из-за этого черные дыры нельзя обнаружить обычными методами. Зато такие объекты отклоняют световые лучи при прохождении тех рядом, что является косвенным свидетельством существования дыры в пространстве. Современные астрономы определяют местоположение массивных объектов, включая черные дыры, именно благодаря этому явлению.
Спустя некоторое время Хокинг совместно с коллегой, ученым Джеймсом Хартли из США разработал концепцию, согласно которой существуют параллельные миры, для которых есть единая волновая функция. И то, что наблюдаем мы, люди — лишь одна из возможных реальностей. Эта концепция в дальнейшем перекочевала в массу научно-фантастических произведений, основа которых — как раз теория множественности реальностей.
Несмотря на то, что тело становилось все более немощным, мозг ученого работал четко и ясно. Он продолжал вести научную деятельность и активную жизнь. К сожалению, через время ученый смог управлять лишь одной мышцей своего тела — мимической мышцей щеки. Специально для Хокинга инженеры разработали систему управления компьютером на основе датчика движения. То есть движениями мимической мышцы Хокинг управлял системой.
Он продолжал активно работать. Хокинг опубликовал работу, о которой говорилось выше — «Краткую историю времени». Эта работа переведена на большое количество языков. Общий тираж книги составляет более 10 миллионов экземпляров.
Хокинг, кстати, первым заявил, что информация, которая была перенесена в черную дыру попавшими в нее объектами, не сохраняется. Правда, потом ученый изменил свое мнение, пояснив, что информация не теряется, однако трансформируется в форму, недоступную для человека. Материя, которая попадает в дыру, испаряется благодаря излучению Хокинга. А вот информация сохраняется не внутри черной дыры, а на горизонте событий. Хокинг объяснил это явление при помощи техники функционального интеграла, который взят по пространству с тривиальной топологией.
«Черные дыры на самом деле не такие уж черные, как их рисуют. Это не вечные тюрьмы, которыми их представляют. Что-то может выйти из них и, возможно, в другую вселенную. Так что, если вы чувствуете, что попали в черную дыру, не сдавайтесь. Выход есть!», — говорил Хокинг на одной из своих лекций.
Что касается других вселенных, то Стивен Хокинг и ряд его коллег считали и считают, что черные дыры могут быть туннелями в «сосдение» вселенные. Правда, не все черные дыры, а только те из них, которые достаточно велики и вращаются. Правда, пройдя по такому туннелю, в нашу вселенную вернуться нельзя. Интересно, что и эта концепция стала основой для ряда научно-фантастических произведений.
К слову, несмотря на то, что работы космологов довольно сложны для понимания (и это мягко сказано), реальное устройство мира еще сложнее, ведь физики и математики пытаются объяснить лишь часть феноменов, которые мы наблюдаем или считаем, что наблюдаем. Процесс познания — бесконечен, как и сама Вселенная. Нельзя надеяться на то, что устройство Вселенной станет ясным нашим потомкам через сто или даже тысячу лет. Но какие-то моменты проясняются, а туман непознанного постепенно рассеивается, хотя бы и понемногу, открывая четкие грани Знания. И в этом — несомненная заслуга Стивена Хокинга. После его смерти дети ученого заявили, что он оставил наследие нескольким поколениям сразу. В этом не приходится сомневаться.