Стивен хокинг изучение законов которые управляют вселенной кратко

Обновлено: 02.07.2024

Гениальный физик Стивен Хокинг перед смертью успел поделиться с миром еще одной своей идеей — в последней статье, написанной в соавторстве с Томасом Хертогом (Thomas Hertog) из Лёвенского католического университета (KU Leuven), он выдвинул теорию о зарождении Вселенной.

По их словам, Вселенная намного проще, чем предполагают современные теории о мультивселенной. Идея Хокинга и Хертога основывается на хаотической теории инфляции — сценарии развития Вселенной в инфляционной модели Вселенной, впервые предложенном в 1979 году и обоснованном в статье 1981 года .

После Большого взрыва Вселенная пережила период экспоненциальной инфляции. Затем расширение замедлилось, а энергия превратилась в материю и излучение.

Согласно хаотической теории инфляции, некоторые пузыри пространства вообще прекратили расширяться или замедлились почти до полной остановки, создав маленькие фрактальные островки статического пространства.

Тем временем в других пузырях пространства инфляция никогда не останавливается из-за квантовых эффектов, что ведет к образованию бесконечного количества мультивселенных.

Согласно этой теории, всё, что мы видим в видимой части Вселенной, находится в одном из таких пузырей, где инфляция остановилась, дав дорогу формированию звезд и галактик.

Обычная хаотическая теория инфляции предсказывает, что наша вселенная похожа на бесконечный фрактал с мозаикой разных карманных вселенных, разделенных расширяющимся океаном, — объясняет Хокинг.

Местные законы физики и химии могут различаться в разных кармашках вселенных, из которых состоит множественная Вселенная. Но мне никогда не нравилась идея множественной Вселенной. Если количество различных вселенных в мультивселенной велико или бесконечно, эту теорию нельзя будет протестировать .

Даже один из авторов хаотической теории инфляции не так давно отказался от этой модели. Пол Стейнхардт , физик из Принстонского университета, официально заявил, что эта теория взяла проблему, которую должна была решить,— теоретизировать Вселенную, которая бы совпадала с нашими наблюдениями ,— и просто перенесла ее в новую модель.

Хокинг и Хертог утверждают, что хаотическая теория инфляции неверна , потому что общая теория относительности Эйнштейна не выполняется на квантовом уровне.

Проблема в том, — объясняет Хертог, —что хаотическая теория инфляции предполагает существование вселенной, которая развивается согласно общей теории относительности, а квантовые эффекты по этой модели являются лишь небольшими отклонениями.

Динамика хаотической теории инфляции размывает разделение между классической и квантовой физикой. И в итоге, теория Эйнштейна целиком распадается в хаотической теории инфляции.

Последняя теория Хокинга основывается на теории струн — модели, которая пытается связать общую теорию относительности с квантовой теорией путем замены частиц-точек на маленькие, вибрирующие одномерные струны.

Ученые разработали вариант голографического принципа, который преобразует измерение времени в хаотической теории инфляции, что позволило им описать модель, не полагаясь на общую теорию относительности.

Это позволило математически сжать хаотическую теорию инфляции до безвременного состояния на пространственной поверхности в начале вселенной — создать голограмму хаотической инфляции .

Если отследить эволюцию нашей Вселенной обратно во времени, в какой-то момент мы окажемся на границе хаотической инфляции, где знакомое нам понятие времени теряет весь смысл, — объясняет Хертог.

В 1993 году Хокинг совместно с физиком Джеймсом Хартлом предложили идею “ безграничной теории ” или “ состояния Хокинга-Хартла ”. Они предположили, что до Большого взрыва с уществовало пространство, но не было времени . То есть Вселенная расширилась из одной точки, но у нее нет границ.

Согласно этой новой теории у ранней Вселенной все же была граница , именно это и позволило Хокингу и Хертогу вынести более надежные предсказания о структуре Вселенной.

Мы предсказываем, что наша вселенная, в самом большом масштабе, относительно равномерна и в общем-то конечна. Поэтому она не является фрактальной структурой,

Такой результат не опровергает теорию множественной Вселенной, но сокращает ее до более мелкого масштаба. А это означает, что теорию о мультивселенной будет проще протестировать в будущем, если выкладки Хокинга и Хертога будут подтверждены другими физиками.

Хертог планирует протестировать теорию, изучая гравитационные волны, которые могли быть созданы хаотической инфляцией.

Эти волны теоретически слишком велики, чтобы их мог зафиксировать LIGO, но их смогут уловить будущие интерферометры гравитационных волн, вроде космического LISA , и дальнейшие исследования реликтового излучения.

Подписывайтесь наш VK , там мы кстати не только публикуем статьи, но и проводим опросы наших подписчиков. Обнаружили что этот интсрумент реализован там очень удобно. Сейчас идет опрос на какую тему снять следующий ролик для нашего YouTube канала .

В ночь на 14 марта 2018 года в возрасте 76 лет умер Стивен Хокинг. Причина смерти не оглашена, но упомянуто, что он скончался мирно. Мы уже публиковали материал о Стивене, повторяем его. История жизни сильного духом человека, профессора, популяризатора науки, история ученого.

Профессор Хокинг — обладатель двенадцати почетных ученых званий. Он награжден большим количеством различных премий, медалей и призов и является членом Королевского Научного Общества и Национальной Академии Наук США.

Это совершенно обычная биография хорошего ученого-физика, если не знать, что в двадцать с небольшим лет, во время работы над диссертацией, Хокинг был практически полностью парализован из-за развития неизлечимой формы атрофирующего склероза и оставался в этом состоянии всю свою жизнь. У него двигались только пальцы правой руки, которыми он управлял своим движущимся креслом и специальным компьютером, который за него говорил.

За последние 40 лет, не вставая со своего кресла, Хокинг, как ученый, сделал очень много, много больше большинства своих коллег — здоровых, сильных и ловких. (М. Е. Прохоров/ ГАИШ, Москва)

Стивен Хокинг родился в 1942 году, в день 300-летия со дня смерти Галилео Галилея. Свой выбор относительно жизненного дела Стивен сделал еще до болезни. В 1959 году он поступил в Оксфордский университет, а в 1962 перешел в Кембриджский университет, чтобы изучать космологию.

На третьем курсе Хокинг заметил, что начал беспричинно спотыкаться. После обследования в больнице ему поставили страшный и очень редкий диагноз — амиотрофический боковой склероз. Врачи сказали, что ему осталось жить два года. Стивен и его жена Джейн
Фото: Источник

Но он продолжал работать над чрезвычайно загадочным вопросом — над историей нашей Вселенной. Он как никогда и никто был близок к созданию общей теории поля, которая бы описала и объединила все взаимодействия в природе…

С 1979 года Хокинг возглавлял кафедру прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета, ту самую кафедру, которой когда-то заведовал сам Исаак Ньютон. Стивен Хокинг
Фото: Источник

Для общения Стивен пользовался специальным компьютерным синтезатором речи.
Лекции Хокинга удивительно доступны и интересны. Студенты смеются над шутками Стивена, а в конце лекции неистово аплодируют великому ученому.

Все время, пока длился брак Стивена и Джейн, Джейн делала все возможное, чтобы Стивен чувствовал себя нормально, насколько это возможно. Но у Стивена и Джейн всегда были разногласия по поводу религии. Жену Стивена (христианку) не устраивало то, что ее муж хочет полностью объяснить происхождение Вселенной, вложить всю историю жизни в математическую формулу, исключающую Бога. В конце концов, их брак все-таки развалился. Но не Джейн ушла от Стивена, а наоборот.

Несмотря на болезнь, Хокинг обладал широкой, поражающей в самое сердце, улыбкой. Будучи инвалидом, он не отчаивался и не отступал перед неизлечимой болезнью, а прожил прекрасную жизнь и стал самой яркой личностью в науке второй половины XX века.

Когда Стивен Хокинг уже стал Стивеном Хокингом, известным всему миру, в его биографии начали находить удивительные вещи. Например, он появился на свет в 300-летнюю годовщину со дня смерти Галилео Галилея. Хокинг 30 лет занимал должность Лукасовского профессора математики в Кембриджском университете — за три века до него тот же пост занимал Исаак Ньютон.

Физику поставили в диагноз боковой амиотрофический склероз, через некоторое время его парализовало, но Хокинг не оставлял занятия наукой, когда он перестал говорить, то общался через компьютерный синтезатор речи.

Хокинг был уверен, что у всего во Вселенной существует теория. Так он с коллегой Леонардом Млодиновым доработал М-теорию, которую предложил Эдвард Виттен. Она описывает всю Вселенную разом: на самом мельчайшем уровне все частицы состоят из бран (как вы догадались, это почти как мембрана, только она двумерная (как пленка мыльного пузыря), а вот брана может быть трехмерной). Именно свойства бран могут объяснить все процессы, которые происходят во Вселенной, эта же теория предполагают существенные огромные числа вселенных, в которых происходят физические законы, отличные от наших.

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.

Позже Хокинг обнаружил и механизм, посредством которого черные дыры могут излучать радиацию. Он пояснил, что с точки зрения квантовой механики пространство наполнено виртуальными частицами.

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.

Несмотря на тяжёлую болезнь ученого (боковой амиотрофический склероз), он вёл активную жизнь и сумел сделать множество открытий в науке, которые помогают и будут еще долго помогать человечеству.

Стивен Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде. В 1962 году окончил Оксфордский университет со степенью бакалавра по математике и физике, а спустя четыре года, когда ему было 24 года, получил степень доктора философии в колледже Тринити-холл Кембриджского университета.

В 1963 году у него было диагностировано неизлечимое заболевание — боковой амиотрофический склероз (БАС).

После диагностики заболевания в 1963 году врачи считали, что жить ему осталось лишь два с половиной года, однако болезнь прогрессировала не так быстро, и пользоваться коляской он начал только в конце 1960-х годов. В 1985 году Стивен Хокинг тяжело заболел, у него было воспаление лёгких. После серии операций ему была проведена трахеостомия, и Хокинг утратил способность говорить. Друзья подарили ему синтезатор речи, который был установлен на его кресле-коляске. Некоторую подвижность сохранял лишь указательный палец на правой руке Хокинга. Впоследствии подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закреплён датчик. С его помощью физик управлял компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими.

Несмотря на тяжёлую болезнь, он вёл активную жизнь. В 2007 году он совершил полёт в невесомости на специальном самолёте, а на 2009 год был запланирован полёт в космос, который не состоялся. Сам про себя Хокинг говорил, что, будучи профессором математики, он никогда не получал никакого математического образования со времён средней школы. В первый год своего преподавания в Оксфорде Хокинг читал учебник, опережая собственных студентов на две недели.

В 1965 году Хокинг стал заниматься научной деятельностью, в 1970-х работал в Институте теоретической астрономии и Институте астрономии, преподавал теорию гравитации.

В 1965 году женился на Джейн Уайлд, позднее у них родились сын Роберт (р. 1967), дочь Люси (р. 1970) и сын Тимоти (р. 1979). Отношения Стивена с Джейн постепенно ухудшались, и в 1990 году они стали жить раздельно. После развода с Джейн в 1995 году Хокинг женился на своей сиделке, Элайн Мэйсон, с которой прожил 11 лет. В октябре 2006 года они также развелись.

В 1979 году он был удостоен одной из самых престижных академических должностей — Лукасовского профессора в Кембриджском университете.

Медаль Эддингтона (1975)
Золотая медаль Пия XI (1975)
Медаль Хьюза (1976)
Премия Дэнни Хайнемана в области математической физики (1976)
Медаль Максвелла (англ. Maxwell Medal and Prize) (1976)
Доктор Honoris causa Оксфордского университета (1978)
Премия Эйнштейна (1978)
Медаль Альберта Эйнштейна (1979)
Медаль Франклина (1981)
Командор Ордена Британской империи (CBE, 1982)
Золотая медаль Королевского астрономического общества (1985)
Медаль Дирака (1987)
Премия Вольфа по физике (1988)
Орден Кавалеров Почёта (1989)
Премия принца Астурийского (1989)
Золотая медаль Высшего совета по научным исследованиям (1989)
Шрёдингеровская лекция (Имперский колледж Лондона) (1989)
Honoris causa Гарвардского университета (1990)
Премия Марселя Гроссмана (1991)
Премия Эндрю Геманта (1998)
Премия Нейлора (англ. Naylor Prize and Lectureship) (1999)
Медаль Альберта (Королевское общество искусств) (1999)
Премия Юлия Эдгара Лилиенфельда (1999)
Премия Майкельсона — Морли (англ. Michelson-Morley Award) (2003)
Медаль Оскара Клейна (2003)
Медаль в честь двухсотлетия Джеймса Смитсона (англ. The James Smithson Bicentennial Medal) (2005)
Медаль Копли (2006)
Премия Фонсеки (англ. Fonseca Prize) (2008)
Президентская медаль Свободы (2009)
Медаль Роберта Хайнлайна (фр. Robert A. Heinlein Memorial Award) (2012)
Премия по фундаментальной физике (2013)
Медаль Бодли (англ. Bodley Medal) (2015)
BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Awards (2015)
Хокинг является членом Лондонского королевского общества (1974, стал одним из самых юных членов общества), Папской академии наук (1986), Национальной академии наук США (1992).

Читайте также: