шаблоны wordpress.

Пять популярных теорий Стивена Хокинга

alt8 января 1942 года, через 300 лет после смерти Галилея, в британском Оксфорде родился Стивен Уильям Хокинг. Примерно 200 тысяч других детей также появились на свет в тот день, но только один стал величайшим физиком-теоретиком и космологом. В начале 1960-х у Хокинга стали проявляться признаки бокового амиотрофического склероза (болезнь Лу Герига), которые привели к параличу.
«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.

 

8 января 1942 года, через 300 лет после смерти Галилея, в британском
Оксфорде родился Стивен Уильям Хокинг. Примерно 200 тысяч других детей также
появились на свет в тот день, но только один стал величайшим физиком-теоретиком
и космологом. В начале 1960-х у Хокинга стали проявляться признаки бокового
амиотрофического склероза (болезнь Лу Герига), которые привели к параличу.

«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=mc (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