Tähtitiede

Mitä järkeä Hawking-säteilyllä on?

Mitä järkeä Hawking-säteilyllä on?

Näin, että mustat reiät voivat haihtua Hawking-säteilyn takia. Koska hiukkasparit, antihiukkaset voivat kutea missä tahansa tilan pisteessä, musta reikä voi absorboida vasta-aineen ja hiukkanen menee sen ulkopuolelle, kuten jos musta aukko "salama".

Mutta jos musta aukko voi absorboida parin yhden elementin, eikö ole yhtä todennäköistä, että myös hiukkanen imeytyy?

Voisin kuvitella, että todennäköisyys vaihtua 0: een samalla todennäköisyydellä +1 tai -1 massa ajan mittaan ei ole täydellinen, myös siksi musta aukko voi haihtua, tai jotain sellaista?


En voi osoittaa tätä tai todistaa sitä, mutta pääidea yksinkertaisemmin sanottuna on, että tapahtuman horisontin lähellä muodostuu asia-antimateria-pari. Tämän parin jäsen hajoaa takaisin tapahtumahorisonttiin ja imeytyy mustaan ​​aukkoon. Toinen hiukkanen hajoaa vapaaseen tilaan.


Hawking-säteily

Hawking-säteilyn oletetaan lähtevän mustista aukoista, koska mustilla aukoilla on lämpötila. Mustan aukon on oltava noin 3 kertaa aurinkomassa. Mustan aukon, jonka aurinkomassa on muutama kerta, lämpötila olisi vain kymmenen miljoonasosaa absoluuttisen nollan yläpuolella. Tämä on paljon pienempi kuin mikroaaltouunin taustasäteilyn 2,7 K: n ympäristön lämpötila.
Tiedämme, että termodynamiikan toinen laki edellyttää, että lämpö virtaa vain kuumemmasta kylmempään kappaleeseen. Siksi näyttää siltä, ​​että Hawking-säteily ei olisi käytännössä mahdollista nykyisessä maailmankaikkeudessa - se on vain teoreettinen periaate.
Mitä tulee mini-mustiin reikiin varhaisessa maailmankaikkeudessa, vaikka mini-mustat aukot olisivat kuumempia, myös varhainen maailmankaikkeus olisi ollut kuumempia. Joten pienet mustat aukot säteilevät ja räjähtävät vain, jos ne ovat ympäristön lämpötilaa kuumempia.

Mitä teillä on sanottavaa tästä lämpötilaero-ongelmasta?


& quotMustat reiät voivat vain suurentua & quot - vai?

Huomaa, että tämä johtopäätös ei tarkoita, että Hawking-säteilyä ei todellakaan tapahdu, eikä sitä tule enää pitää mahdollisena ennusteena. Se tarkoittaa, ettemme oikeastaan ​​tiedä kumpaakaan tapaa. Kuten sama artikkeli abstraktisti sanoo:

& quot [A] lopullinen teoreettinen käsittely vaatii kvanttipainon ymmärtämistä ainakin joissakin järjestelmissä. Siihen saakka ei todennäköisesti ole pakottavaa teoreettista tapausta mustien aukkojen aiheuttamalle säteilylle tai sitä vastaan. "

Sivun alaosassa. Artiklan 3 mukaan tämä mahdollisuus on epätodennäköinen:

Nämä tulokset viittaavat vahvasti siihen, että perinteinen viisaus mustan aukon muodostumisessa on oikein ja että puoliklassinen säteily ei estä tapahtumahorisontin muodostumista.

En ole väittänyt, että puoliklassisessa GR: ssä puoliklassinen säteily estää tapahtumahorisontin muodostumisen. Paperi, joka esittää tällaisen väitteen, on

Gerlach, U.H. (1976). Alkuvan mustan aukon mustakehäsäteilyn mekanismi, Phys Rev D 14 (6) 1479-1508.

Olen neutraali tästä kysymyksestä. Huomautukseni on yksinkertaisesti se, että QG: tä ei tunneta, että meillä voi olla QG-vaikutuksia, jos pinta-ajan laajentuminen saavuttaa tekijöitä, kuten ## 10 ^ <100> t_/ t_##, ja jos oletamme, että tuntemattomat QG-vaikutukset pysäyttävät romahduksen, kun tällainen tekijä on saavutettu, voimme käyttää Paranjape-paperia nähdäksesi, ettei Hawking-säteilyä tule olemaan. (Jos luulemme, että tämä vaatii enemmän perusteluja kuin yksinkertaisesti & quot; staattiset tähdet eivät säteile & quot;) Tätä riittävän yksinkertaista väitettä varten minulla ei ole viitteitä kirjallisuudessa.


Hawking-pisteet kosmisen mikroaaltouunin taustalla

SAN DIEGO, 16. elokuuta 2018 / PRNewswire / - Yötaivaan kuvissa näyttää olevan 'Hawking Points' - suora todiste Hawkingin säteilyn olemassaolosta edellisestä aeonista.

Sir Roger Penrose on ehdottanut, että maailmankaikkeutemme on yksi maailmankaikkeuksien sarjasta - 'eoneista' - joissa kummankin iso paukku on peräisin edellisen kauko-tulevaisuudesta. Nyt arXiville julkaistu paperi Daniel Anin (SUNY Maritime College, New York) ja Krzysztof Meissnerin kanssa Varsovan yliopistosta toteaa, että CMB: n taustasäteilyn kuvat osoittavat mustan aukon haihtumista edellisestä maailmankaikkeudesta hänen teoriansa mukaisesti.

Yksi Stephen Hawkingin kuuluisimmista ennusteista oli, että mustat aukot eivät ole mustia vaan pikemminkin hyvin tummanharmaita. Mustat aukot ovat erittäin kylmiä esineitä, mutta ne eivät ole absoluuttisessa nollassa, ja termodynamiikan lakien mukaan niiden tulisi 'hehkua' - säteilemään lämpöä matalalämpöisten fotonien ja neutriinojen muodossa.

Galaksimme keskellä on erittäin massiivinen musta aukko. Noin neljän miljardin vuoden kuluttua galaksimme törmää Andromedaan, lähimpään galaktiseen naapuriin, ja sen paljon suuremmat supermassiiviset mustat aukot sulautuvat omaan. Tämä tapahtuma antaa valtavan energiapulssin, kun kaksi mustaa aukkoa pyörii toistensa ympäri ja sulautuvat. Seuraavien vuosituhansien aikana muut joukko galaksit törmäävät kanssamme jättäen yhden valtavan mustan aukon, jota ympäröi sammunut pölypilvi. Mutta tämä ei ole loppu ...

Universumimme laajenee ja kun se jäähtyy seuraavien googolien (10 100) vuoden aikana, mustat aukot alkavat hehkua yötaivaalla. Vaikka tämä 'hehku' on erittäin heikko - lämpötila alle kymmenen miljoonasosaa absoluuttisen nollan yläpuolella - se kestää ehkä googol-vuosia, ja seuraavasta aeonista katsottuna nämä hehkuvat mustat aukot - Hawking Points - tulevat olemaan yksi suurimmista jatkuvista energialähteistä CMB: n yötaivaalla. Syy siihen, ettemme näe näitä kohtia ilman tietokoneanalyysiä, on, että ne ovat hyvin heikkoja ja varhainen maailmankaikkeus on hajauttanut ne suurelle alueelle. Aikaisemmin piste on nyt levy, joka on noin viisi kertaa kuun halkaisija.

Yötaivaan huolellinen analyysi on löytänyt noin 30 näistä pisteistä kosmisessa mikroaaltokartassa. Viisi näistä pisteistä on sama kuin aiemmin löydetyt samankeskiset ympyrät CMB-taivaalla. Mielenkiintoista on, että yksi pisteistä osuu yhteen BICEP 2-observatorion havainnointiikkunan kanssa, joka avaa kyvyn tutkia sattumia magneettikenttämalleihin, jotka CCC ennustaisi myös Hawking-pisteissä.

Koko arXiv-paperi löytyy osoitteesta https://arxiv.org/abs/1808.01740.

Tietoja Penrose-instituutista
Penrose-instituutti on tutkimusorganisaatio, jonka tehtävänä on ymmärtää ihmismieli, kosmos ja niitä ohjaavat fysiikan lait.
Verkko: www.penroseinstitute.com
Facebook: https://www.facebook.com/penroseinstitute/

Sir Roger Penrose
Sir Roger Penrose on emeritusprofessori Oxfordin yliopiston matemaattisessa instituutissa, Copley-mitalin ja fysiikan Wolf-palkinnon voittaja, jonka hän jakoi Stephen Hawkingin kanssa.

Lehdistöyhteys: James Tagg
Sähköposti: [sähköposti ja # 160suojattu]
Puhelin: +44 7408 802016 tai +1 (646) 355-1250


Mitä järkeä Hawking-säteilyllä on? - Tähtitiede


Onko Stephen Hawking ollut väärässä viimeisten 30 vuoden aikana?

Stephen Hawking on planeetan tunnetuin tiedemies. Hänen suosittu tieteellinen kirja "A Brief History of Time" oli julkaisusensaatio, joka pysyi myydyimpien listojen kärjessä kauemmin kuin mikään muu lähihistorian kirja. Mutta julkisen kasvon takana on väite, joka on riehunut melkein 30 vuotta.

Hawking ammuttiin kuuluisaksi fysiikan maailmassa, kun hän antoi matemaattisen todistuksen Big Bang -teorialle. Tämä teoria osoitti, että koko maailmankaikkeus räjähti singulariteetista, äärettömän pienestä pisteestä, jolla on ääretön tiheys ja ääretön painovoima. Hawking pystyi saamaan todisteensa matemaattisilla tekniikoilla, jotka Roger Penrose oli kehittänyt. Nämä tekniikat kehitettiin kuitenkin käsittelemään maailmankaikkeuden alkua, mutta mustia aukkoja.

Tiede oli jo pitkään ennustanut, että jos riittävän suuri tähti romahtaa elämänsä lopussa, kaikki tähdessä jäljellä oleva aine murskataan äärettömän pieneksi pisteeksi, jolla on ääretön painovoima ja ääretön tiheys & ndash singulaarisuus. Hawking tajusi, että maailmankaikkeus oli itse asiassa musta aukko päinvastaisessa järjestyksessä. Sen sijaan, että aine murskattaisiin singulariteetiksi, maailmankaikkeus alkoi, kun singulariteetti laajeni muodostaen kaiken, mitä näemme ympärillämme tänään, tähdistä planeetoihin ihmisiin. Hawking tajusi, että päästäkseen maailmankaikkeuden täydelliseen ymmärtämiseen hänen on selvitettävä mustan aukon mysteerit.

Mustan aukon kesyttäminen

Hawking ja hänen kollegansa fyysikot aloittivat ylimääräisen älyllisen retkikunnan ja hillitsivät mustaa aukkoa. Aika 70-luvun alusta 80-luvun alkuun tunnettiin mustan aukon tutkimuksen kultaisena aikakautena. Hitaasti fyysikot tulivat ymmärtämään tämän luonnon tuhoisimman voiman.

Mutta Hawking tajusi, että esiin tulevasta kuvasta puuttui jotain. Kaikissa mustien aukkojen työssä siihen pisteeseen käytettiin laajamittaisen maailmankaikkeuden fysiikkaa, painovoiman fysiikkaa, jonka ensin kehitti Newton ja jota sitten tarkentivat Einsteinin teoriat yleisestä ja erityisestä suhteellisuusteoriasta.

Hawking tajusi, että mustien aukkojen täydelliseen ymmärtämiseen fyysikkojen olisi myös käytettävä pienimuotoisen maailmankaikkeuden fysiikkaa ja kehitettyä fysiikkaa selittämään atomien ja subatomisten hiukkasten liikkeet, joka tunnetaan kvanttimekaniikkana. Ongelmana oli, että kukaan ei ollut koskaan yhdistänyt näitä kahta fysiikan aluetta aiemmin. Mutta se ei estänyt Hawkingia. Hän ryhtyi kehittämään uuden tavan pakottaa kvanttimekaniikan fysiikka olemaan rinnakkain Einsteinin suhteellisuusteorian kanssa mustan aukon voimakkaan painovoiman sisällä.

Hawking-säteily

Kuukausien työn jälkeen Hawking saavutti merkittävän tuloksen. Hänen yhtälönsä osoittivat hänelle, että mustasta aukosta oli tulossa jotain. Tämän piti olla mahdotonta. Yksi asia, jonka kaikki ajattelivat tietävänsä mustista aukoista, oli se, että asiat menivät sisään, mutta mikään, ei edes valo itse, ei päässyt pakenemaan.

Mutta mitä enemmän Hawking tarkisti, sitä enemmän hän oli vakuuttunut olevansa oikeassa. Hän näki mustasta aukosta tulevan säteilyn. Sitten Hawking tajusi, että tämä säteily (myöhemmin nimeltään Hawking Radiation) aiheuttaisi mustan aukon haihtumisen ja häviämisen.

Vaikka Hawkingin teoriat mustien aukkojen haihtumisesta olivat vallankumouksellisia, ne alkoivat pian hyväksyä laajalti. Mutta Hawking tiesi, että tällä teoksella oli paljon perustavanlaatuisempia seurauksia. Vuonna 1976 hän julkaisi paperin nimeltä "The Breakdown of Predictability in Gravitational Collapse". Siinä hän väitti, ettei vain musta aukko kadonnut. Kaikki tiedot kaikesta, mitä koskaan oli ollut mustan aukon sisällä, katosivat myös.

Onko tieteen tiedossa rajoja?

Jokapäiväisessä elämässä olemme tottuneet menettämään tietoja, mutta fysiikan mukaan tämän ei pitäisi tapahtua. Fysiikan mukaan tietoa ei koskaan menetetä, sitä on vaikea löytää. Fyysikot pitävät kiinni tästä ajatuksesta, koska se on heidän yhteys joko menneisyyteen tai tulevaisuuteen. Jos tietoa menetetään, tiede ei voi koskaan tuntea menneisyyttä tai ennustaa tulevaisuutta. Sillä, mitä tiede voi tietää, on rajoituksia.

Monien vuosien ajan kukaan ei kiinnittänyt paljon huomiota Hawkingin ideoihin saakka kohtalokkaaseen kokoukseen San Franciscossa. Hawking esitteli ideoitaan joillekin maailman johtaville fyysikoille. Yleisössä olivat Gerad t'Hooft ja Leonard Susskind, kaksi johtavaa hiukkasfyysikkoa. He olivat järkyttyneitä. Molemmat tajusivat, että Hawkingin "ennustettavuuden hajoaminen" koski paitsi mustia aukkoja myös kaikkia fysiikan prosesseja. Susskindin mukaan jos Hawkingin ideat olisivat oikeita, se tartuttaisi kaiken fysiikan, syyn ja seurauksen välillä ei enää olisi suoraa yhteyttä. Fysiikasta tulee impotenttia.

Tämän kokouksen jälkeen "tietoparadoksista" on tullut yksi fysiikan perustavanlaatuisimmista ja vaikeimmista ongelmista. Argumentit jakautuivat käytännössä kahteen leiriin. Toisaalta olivat Susskind ja ne, jotka uskoivat Hawkingin olevan väärässä: tietoja ei voitu hukata. Toisaalta olivat Hawking ja ne, jotka uskoivat, että fysiikka olisi kirjoitettava uudelleen, jotta otettaisiin huomioon epävarmuus Hawkingin paljastamista tiedoista.

Väitteet raivoivat 20 vuoden ajan. Kumpikaan osapuoli ei halunnut myöntää tappiota. Kunnes loistava nuori argentiinalainen matemaatikko nimeltä Juan Maldacena. Se väitti olevansa tiukka matemaattinen selitys sille, mitä tapahtui mustien aukkojen tiedoille. Se osoitti, että tietoja ei menetetty. Hawking näytti olevan häviäjällä. Mutta hän ei ollut vakuuttunut.

Hawking ryhtyi työskentelemään nuoren tutkijaopiskelijan Christophe Galfardin kanssa yrittääkseen erottaa Maldacena-paperin. He ajattelivat voivansa käyttää samoja matemaattisia tekniikoita, joita Maldacena käytti, todistamaan, että tiedot todellisuudessa menetettiin. Mutta kahden vuoden kuluttua he eivät vieläkään voineet todistaa väitöskirjaansa.

Paradoksin ratkaiseminen

Sitten iski katastrofi. Hawking sairastui keuhkokuumeeseen ja kiirehti sairaalaan. Lääkärit pelkäsivät hänen henkensä. Häntä pidettiin sairaalassa yli kolme kuukautta. Mutta kun toiset murehtivat hänen terveydestään, Hawking ajatteli. Lopuksi siitä, mistä monet pelkäsivät hänen kuolemansänkäänsä, hän ajatteli törmänneensä siihen, mikä oli vältellyt häntä viimeisten 30 vuoden aikana, ja löysi ratkaisun tietoparadoksiin.

Jälleen kerran Hawking uhmasi lääkäreiden ankaria ennusteita ja palasi pian takaisin töihin parantaen uutta todistetta tietoparadoksille. Sitten heinäkuussa 2004, yhdellä arvostetuimmista fysiikan konferensseista, Hawking ilmoitti dramaattisesti. Hän väitti ratkaisseensa tietoparadoksin. Mutta monien yleisön yllätykseksi hän ei ollut konferenssissa puolustamaan pitkään vallinnutta uskomustaan ​​siitä, että tiedot menetettiin mustissa aukoissa, vaan väitti pystyvänsä nyt osoittamaan päinvastaisen.

Hawking esitti luonnoksen todisteesta, jonka hän toivoi ratkaisevansa vihdoin ongelman, jonka hän oli aiheuttanut melkein 30 vuotta aiemmin. Mutta rohkeista väitteistä huolimatta jotkut fyysikot eivät ole vakuuttuneita. Konferenssista on kulunut yli vuosi, eikä hän ole vieläkään esittänyt täysin toimivia matemaattisia todisteita ideoidensa tueksi.

Mutta Hawking on itsepäinen mies. Jos Hawking aikoo muuttaa mieltään lähes 30 vuoden ajan omaksumastaan ​​näkökulmasta, se tapahtuu hänen omalla todistuksellaan, omana aikanaan. Huolimatta epäonnistuneesta terveydestä ja lisääntyvistä ongelmista kommunikoida kollegoidensa kanssa, hän työskentelee edelleen todisteiden parissa. Jos hän onnistuu täyttämään todistuksen, joka vakuuttaa kollegansa, hän ei ole vain ratkaissut yhtä vaikeimmista fysiikan ongelmista, mutta hän on onnistunut tuottamaan uraauurtavaa työtä uransa lopussa. Tehtävä, jota edes hänen sankarinsa Einstein ei pystynyt saavuttamaan.


Sisällys

Perhe

Hawking syntyi 8. tammikuuta 1942 [24] [25] [26] Oxfordissa Frankille (1905–1986) [27] [28] ja Isobel Eileen Hawkingille ( synt Walker 1915–2013). [29] [30] [31] [32] Hawkingin äiti syntyi lääkäreiden perheessä Skotlannissa Glasgow'ssa. [33] [34] Hänen varakas isänisänisänisänsä, Yorkshirestä, laajensi liikaa maata ostamalla maata ja meni sitten konkurssiin 1900-luvun alun suuressa maatalouden lama-alueella. [34] Hänen isänisänsä isoäiti pelasti perheen taloudellisilta tuhoilta avaamalla koulun heidän kotiinsa. [34] Perheiden taloudellisista rajoituksista huolimatta molemmat vanhemmat osallistuivat Oxfordin yliopistoon, jossa Frank luki lääketiedettä ja Isobel luki filosofiaa, politiikkaa ja taloustieteitä. [30] Isobel työskenteli sihteerinä lääketieteellisessä tutkimuslaitoksessa, ja Frank oli lääketieteellinen tutkija. [30] [35] Hawkingilla oli kaksi nuorempaa sisarta, Philippa ja Mary, sekä adoptoitu veli Edward Frank David (1955–2003). [36] [37]

Vuonna 1950, kun Hawkingin isästä tuli parasitologian osaston johtaja Lääketieteellisen tutkimuksen kansallisessa instituutissa, perhe muutti St Albansiin, Hertfordshireen. [38] [39] St Albansissa perhettä pidettiin erittäin älykkäänä ja jonkin verran eksentrisenä. [38] [40] Ateriat vietettiin usein jokaisen ihmisen kanssa hiljaa lukemalla kirjaa. [38] He asuivat säästäväisesti suuressa, sekavassa ja huonosti hoidetussa talossa ja matkustivat muunnetussa Lontoon taksissa. [41] [42] Yhden Hawkingin isän toistuvien poissaolojen aikana Afrikassa [43] muu perhe vietti neljä kuukautta Mallorcalla äitinsä ystävän Berylin ja hänen aviomiehensä, runoilija Robert Gravesin luona. [44]

Perus- ja lukiovuodet

Hawking aloitti koulunkäynnin Byron House Schoolissa Highgatessa Lontoossa. Myöhemmin hän syytti sen "progressiivisia menetelmiä" siitä, että hän ei oppinut lukemaan koulussa. [45] [38] St Albansissa kahdeksanvuotias Hawking kävi muutaman kuukauden ajan St Albansin tyttöjen lukiossa. Tuolloin nuoremmat pojat voisivat käydä yhdessä talossa. [44] [46]

Hawking osallistui kahteen itsenäiseen (eli maksulliseen) kouluun, ensimmäiseen Radlett-kouluun [46] ja syyskuusta 1952 saakka St Albansin kouluun [26] [47], kun hän oli läpäissyt yksitoista plus vuotta aiemmin. [48] ​​Perhe arvosti korkeasti koulutusta. [38] Hawkingin isä halusi poikansa osallistuvan arvostettuun Westminster-kouluun, mutta 13-vuotias Hawking oli sairas apurahakokeen päivänä. Hänen perheellään ei ollut varaa koulumaksuihin ilman stipendin taloudellista tukea, joten Hawking jäi St Albansiin. [49] [50] Positiivinen seuraus oli, että Hawking pysyi lähellä ystäväryhmää, jonka kanssa hän nautti lautapeleistä, ilotulitteiden valmistuksesta, lentokoneiden ja veneiden mallista [51] ja pitkistä keskusteluista kristinuskosta ja ekstrasenssistä käsityksistä. [52] Vuodesta 1958 lähtien he rakensivat matematiikan opettajan Dikran Tahtan avulla tietokoneen kellon osista, vanhasta puhelinkeskuksesta ja muista kierrätetyistä komponenteista. [53] [54]

Vaikka koulu tunnetaan nimellä "Einstein", Hawking ei ollut alun perin menestynyt akateemisesti. [55] Ajan myötä hän alkoi osoittaa huomattavaa kykyä tieteellisiin aiheisiin ja Tahta innoittamana päätti lukea matematiikkaa yliopistossa. [56] [57] [58] Hawkingin isä neuvoi häntä opiskelemaan lääketiedettä huolestuneena siitä, että matematiikan tutkinnon suorittaneille oli vähän töitä. [59] Hän halusi myös poikansa osallistuvan University College, Oxford, omaansa alma mater. Koska matematiikkaa ei ollut siellä mahdollista lukea tuolloin, Hawking päätti opiskella fysiikkaa ja kemiaa. Huolimatta rehtorin neuvosta odottaa ensi vuoteen, Hawkingille myönnettiin stipendi tutkintojen suorittamisen jälkeen maaliskuussa 1959. [60] [61]

Perustutkintovuodet

Hawking aloitti korkeakoulututkintonsa University College, Oxfordissa [26] lokakuussa 1959 17-vuotiaana.[62] Ensimmäisten 18 kuukauden ajan hän oli tylsää ja yksinäinen - hän piti akateemista työtä "naurettavan helppona". [63] [64] Hänen fysiikan ohjaaja Robert Berman sanoi myöhemmin: "Hänen oli vain tarpeen tietää, että jotain voidaan tehdä, ja hän pystyi tekemään sen katsomatta, miten muut ihmiset tekivät sen." [4] Muutos tapahtui hänen toisena ja kolmantena vuotena, kun Bermanin mukaan Hawking yritti enemmän "olla yksi pojista". Hänestä kehittyi suosittu, vilkas ja nokkela kollegion jäsen, joka oli kiinnostunut klassisesta musiikista ja tieteiskirjallisuudesta. [62] Osa muutoksesta johtui hänen päätöksestään liittyä yliopiston vene-klubiin, University College Boat Clubiin, jossa hän käytti soutumiehistöä. [65] [66] Soutuvalmentaja totesi tuolloin, että Hawking kehitti rohkean kuvan ohjaamalla miehistöään riskialttiille kursseille, jotka johtivat vahingoittuneisiin veneisiin. [65] [67] Hawking arvioi opiskelleensa noin 1000 tuntia kolmen vuoden aikana Oxfordissa. Nämä vaikuttamattomat opiskelutottumukset tekivät finaaliin istumisen haasteen, ja hän päätti vastata vain teoreettisiin fysiikan kysymyksiin eikä tosiasioihin. Ensimmäisen luokan kunniatutkinto oli edellytys hänen suunnitellulle jatko-opinnolle kosmologiassa Cambridgen yliopistossa. [68] [69] Ahdistunut hän nukkui huonosti yönä edeltäneenä iltana, ja lopputulos oli ensimmäisen ja toisen luokan arvosuositusten rajalla, mikä teki viva (suullinen tentti) Oxfordin tutkijoiden kanssa tarpeen. [69] [70]

Hawking oli huolissaan siitä, että häntä pidettiin laiskana ja vaikeana opiskelijana. Joten kun hän kysyi vivalla kuvaamaan suunnitelmiaan, hän sanoi: "Jos palkitset minulle ensimmäisen, menen Cambridgeen. Jos saan sekunnin, pysyn Oxfordissa, joten odotan, että annat minulle ensimmäisen " [69] [71] Häntä pidettiin korkeammalla arvolla kuin hän uskoi, kun Berman kommentoi, tutkijat "olivat riittävän älykkäitä ymmärtämään puhuvansa jonkun paljon älykkäämpiä kuin suurin osa itsestään". [69] Saatuaan ensiluokkaisen fysiikan BA (Hons.) -Tutkinnon ja suorittanut matkan Iraniin ystävänsä kanssa, hän aloitti jatko-työnsä Trinity Hallissa Cambridgessa lokakuussa 1962. [26] [72] [73] ]

Valmistumisvuodet

Hawkingin ensimmäinen vuosi tohtorikoulutettavana oli vaikea. Aluksi hän oli pettynyt huomatessaan, että hänelle oli määrätty Dennis William Sciama, yksi modernin kosmologian perustajista, esimieheksi pikemminkin kuin merkittävä tähtitieteilijä Fred Hoyle [74] [75], ja matematiikan koulutus oli hänen mielestään riittämätön työhön. yleensä suhteellisuusteoria ja kosmologia. [76] Motorisen neuronitaudin diagnosoinnin jälkeen Hawking joutui masennukseen - vaikka lääkärit suosittelivat hänen jatkavan opintojaan, hänestä tuntui, että sillä ei ollut juurikaan järkeä. [77] Hänen sairautensa eteni hitaammin kuin lääkärit olivat ennustaneet. Vaikka Hawkingilla oli vaikeuksia kävellä ilman tukea, ja hänen puheensa oli melkein käsittämätön, alkuperäinen diagnoosi, jonka mukaan hänellä oli vain kaksi vuotta elossa, osoittautui perusteettomaksi. Sciamain kannustuksella hän palasi työhönsä. [78] [79] Hawking alkoi kehittää mainetta loistosta ja röyhkeydestä, kun hän haastoi julkisesti Fred Hoylen ja hänen oppilaansa Jayant Narlikarin työn luennolla kesäkuussa 1964. [80] [81]

Kun Hawking aloitti jatko-opintonsa, fysiikkayhteisössä keskusteltiin paljon maailmankaikkeuden luomisen vallitsevista teorioista: alkuräjähdyksen ja vakaan tilan teorioista. [82] Hawking sovelsi Roger Penrosen teoreeman mukaan avaruusajan singulariteetista mustien aukkojen keskellä samaa ajattelua koko maailmankaikkeuteen, ja vuonna 1965 hän kirjoitti opinnäytetyönsä tästä aiheesta. [83] [84] Hawkingin opinnäytetyö [85] hyväksyttiin vuonna 1966. [85] Oli myös muita myönteisiä tapahtumia: Hawking sai tutkimusapurahan Gonvillen ja Caius Collegessa Cambridgessa [86]. Hän sai tohtorin tutkinnon soveltavassa matematiikassa ja teoreettisessa tutkimuksessa. fysiikka, joka on erikoistunut yleiseen suhteellisuusteoriaan ja kosmologiaan, maaliskuussa 1966 [87] ja hänen essee "Singulariteetit ja avaruuden geometria - aika" jakoivat Penroseen ylemmät arvosanat voittamaan kyseisen vuoden arvostetun Adams-palkinnon. [88] [87]

1966–1975

Työssään ja yhteistyössä Penrosen kanssa Hawking laajensi väitöskirjassaan ensin tutkittuja singulariteettilauseita. Tähän sisältyi paitsi singulariteettien olemassaolo myös teoria, jonka mukaan maailmankaikkeus olisi voinut aloittaa singulariteettina. Heidän yhteinen essee oli toinen sija vuonna 1968 Gravity Research Foundation -kilpailussa. [89] [90] Vuonna 1970 he julkaisivat todistuksen siitä, että jos maailmankaikkeus noudattaa yleistä suhteellisuusteoriaa ja sopii mihin tahansa Alexander Friedmannin kehittämään fyysisen kosmologian malliin, sen on oltava alkanut singulaarisuus. [91] [92] [93] Vuonna 1969 Hawking hyväksyi erityisen luodun Fellowship for Distinction in Science -jäsenyyden pysymään Caiuksella. [94]

Vuonna 1970 Hawking oletti mustan aukon dynamiikan toiseksi laiksi kutsutun, että mustan aukon tapahtumahorisontti ei voi koskaan pienentyä. [95] James M. Bardeenin ja Brandon Carterin kanssa hän ehdotti mustan aukon mekaniikan neljää lakia vetämällä analogiaa termodynamiikkaan. [96] Hawkingin ärsytykseksi Jacob Bekenstein, John Wheelerin jatko-opiskelija, meni pidemmälle - ja viime kädessä oikein - soveltamaan termodynaamisia käsitteitä kirjaimellisesti. [97] [98]

1970-luvun alkupuolella Hawkingin työ Carterin, Werner Israelin ja David C. Robinsonin kanssa tuki voimakkaasti Wheelerin ei-hiusten teoreemaa, joka toteaa, että riippumatta siitä, mistä alkuperäisestä materiaalista musta aukko syntyy, sen voi kuvata täysin: massan, sähkövarauksen ja pyörimisen ominaisuudet. [99] [100] Hänen essee nimeltä "Black Holes" voitti Gravity Research Foundation -palkinnon tammikuussa 1971. [101] Hawkingin ensimmäinen kirja, Aika-ajan suuri mittakaava, kirjoitettu George Ellisin kanssa, julkaistiin vuonna 1973. [102]

Vuodesta 1973 lähtien Hawking siirtyi kvanttigravitaation ja kvanttimekaniikan tutkimukseen. [103] [102] Hänen työtään tällä alueella vauhditti vierailu Moskovaan ja keskustelut Jakov Borisovich Zel'dovichin ja Aleksei Starobinskyn kanssa, joiden työ osoitti epävarmuusperiaatteen mukaan, että pyörivät mustat aukot päästävät hiukkasia. [104] Hawkingin ärsytykseksi hänen paljon tarkistetut laskelmat tuottivat havainnot, jotka olivat ristiriidassa hänen toisen lainsa kanssa, jonka mukaan mustat aukot eivät koskaan voineet pienentyä [105] ja tukivat Bekensteinin päättelyä heidän entropiastaan. [104] [106]

Hänen tulokset, jotka Hawking esitteli vuodelta 1974, osoittivat, että mustat aukot lähettävät säteilyä, joka nykyään tunnetaan nimellä Hawking-säteily, joka voi jatkua, kunnes ne kuluttavat energiansa ja haihtuvat. [107] [108] [109] Hawkingin säteily oli aluksi kiistanalainen. 1970-luvun lopulla ja lisätutkimusten julkaisemisen jälkeen löytö hyväksyttiin laajalti merkittäväksi läpimurroksi teoreettisessa fysiikassa. [110] [111] [112] Hawking valittiin Royal Societyn (FRS) jäseneksi vuonna 1974, muutama viikko Hawkingin säteilyilmoituksen jälkeen. Tuolloin hän oli yksi nuorimmista tutkijoista. [113] [114]

Hawking nimitettiin Sherman Fairchildin arvostettuun vierailevaan professuuriin Kalifornian teknillisessä instituutissa (Caltech) vuonna 1974. Hän työskenteli tiedekunnan ystävänsä Kip Thornen [115] [8] kanssa ja sitoutti hänet tieteelliseen vetoon siitä, onko Röntgenlähde Cygnus X-1 oli musta aukko. Vedonlyönti oli "vakuutus" väitteelle, jonka mukaan mustia aukkoja ei ollut olemassa. [116] Hawking myönsi, että hän oli menettänyt vedon vuonna 1990, veto, joka oli ensimmäinen monista, mitä hän piti tehdä Thornen ja muiden kanssa. [117] Hawking oli pitänyt siteitä Caltechiin, viettänyt siellä melkein joka vuosi kuukauden ensimmäisen vierailunsa jälkeen. [118]

1975–1990

Hawking palasi Cambridgeen vuonna 1975 akateemisesti vanhemmalle viralle gravitaatiofysiikan lukijana. 1970-luvun puolivälistä loppupuoleen ja loppuun oli yleisen kiinnostuksen aika mustia aukkoja ja niitä tutkivia fyysikkoja kohtaan. Hawkingia haastateltiin säännöllisesti painotuotteita ja televisiota varten. [119] [120] Hän sai myös yhä enemmän akateemista tunnustusta työstään. [121] Vuonna 1975 hänelle myönnettiin sekä Eddingtonin mitali että Pius XI kultamitali ja vuonna 1976 Dannie Heineman -palkinto, Maxwellin mitali ja palkinto sekä Hughes-mitali. [122] [123] Hänet nimitettiin gravitaatiofysiikan tuolin professoriksi vuonna 1977. [124] Seuraavana vuonna hän sai Albert Einsteinin mitalin ja kunniatohtorin tutkinnon Oxfordin yliopistosta. [125] [121]

Vuonna 1979 Hawking valittiin Lucasian matematiikan professoriksi Cambridgen yliopistoon. [121] [126] Hänen avajaisluennonsa tässä roolissa oli otsikko: "Onko teoreettisen fysiikan loppu näköön?" ja ehdotti N = 8 supergravitaatiota johtavaksi teoriaksi ratkaisemaan monia fyysikkojen tutkimia ratkaisemattomia ongelmia. [127] Hänen ylennyksensä tapahtui samanaikaisesti terveyskriisin kanssa, joka johti siihen, että hän hyväksyi, vaikkakin vastahakoisesti, jotkut hoitotyöt kotona. [128] Samanaikaisesti hän oli myös siirtymässä fysiikan lähestymistapaansa, tulossa intuitiivisemmaksi ja spekulatiivisemmaksi kuin vaatien matemaattisia todisteita. "Olisin mieluummin oikeassa kuin tiukka", hän kertoi Kip Thornelle. [129] Vuonna 1981 hän ehdotti, että mustassa aukossa olevat tiedot menetetään peruuttamattomasti, kun musta aukko haihtuu. Tämä tietoparadoksi rikkoo kvanttimekaniikan perusperiaatetta ja johti vuosien keskusteluun, mukaan lukien "mustan reiän sota" Leonard Susskindin ja Gerard 't Hooftin kanssa. [130] [131]

Alan Guth ehdotti ja Andrei Linde kehitti kosmologisen inflaation - teorian, joka ehdottaa, että Suuren räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus laajeni alun perin uskomattoman nopeasti ennen kuin se laskeutui hitaammin. [132] Moskovassa lokakuussa 1981 pidetyn konferenssin jälkeen Hawking ja Gary Gibbons [8] järjestivät kesällä 1982 kolmen viikon Nuffield-työpajan Cambridge-yliopiston "The Very Early Universe" -työpajassa, joka keskittyi pääasiassa inflaatioteoriaan. . [133] [134] [135] Hawking aloitti myös uuden kvanttiteorian tutkimuksen, joka koski maailmankaikkeuden alkuperää. Vuonna 1981 Vatikaanin konferenssissa hän esitteli työtä, joka ehdotti, ettei universumilla voi olla rajaa - tai alkua tai loppua. [136] [137]

Tämän jälkeen Hawking kehitti tutkimuksen yhteistyössä Jim Hartlen kanssa, [8] ja vuonna 1983 he julkaisivat mallin, joka tunnetaan nimellä Hartle – Hawkingin osavaltio. Siinä ehdotettiin, että ennen Planckin aikakautta universumilla ei ollut rajaa aika-aikaa ennen Isoa räjähdystä, aikaa ei ollut olemassa ja käsite maailmankaikkeuden alusta on merkityksetön. [138] Klassisten Big Bang -mallien alkuperäinen yksikkö korvattiin pohjoisnavan kaltaisella alueella. Pohjoisnavalta pohjoiseen ei voi matkustaa, mutta siellä ei ole rajaa - se on yksinkertaisesti kohta, jossa kaikki pohjoiseen juovat linjat kohtaavat ja päättyvät. [139] [140] Alun perin rajaton ehdotus ennusti suljettua maailmankaikkeutta, jolla oli vaikutuksia Jumalan olemassaoloon. Kuten Hawking selitti: "Jos universumilla ei ole rajoja, mutta se on itsenäinen. Jumalalla ei olisi ollut mitään vapautta valita, miten maailmankaikkeus alkoi." [141]

Hawking ei sulkenut pois Luojan olemassaoloa Lyhyt ajan historia "Onko yhtenäinen teoria niin pakottava, että se saa aikaan oman olemassaolonsa?", [142] todetaan myös: "Jos löydämme täydellisen teorian, se olisi inhimillisen järjen lopullinen voitto - sillä silloin meidän pitäisi tuntea Jumalan mieli" [143] Varhaisessa työssään Hawking puhui Jumalasta metaforisessa mielessä. Samassa kirjassa hän ehdotti, että Jumalan olemassaolo ei ollut välttämätöntä maailmankaikkeuden alkuperän selittämiseksi. Myöhemmät keskustelut Neil Turokin kanssa johtivat ymmärtämiseen, että Jumalan olemassaolo oli yhteensopiva myös avoimen maailmankaikkeuden kanssa. [144]

Hawkingin jatkotyö aikanuolien alueella johti vuonna 1985 julkaistun paperin teoreesiin, jonka mukaan jos rajaton ehdotus olisi oikea, silloin kun maailmankaikkeus lopetti laajenemisen ja lopulta romahti, aika juoksi taaksepäin. [145] Don Pagen paperi ja Raymond Laflammen riippumattomat laskelmat saivat Hawkingin peruuttamaan tämän käsitteen. [146] Kunniamerkkejä jaettiin edelleen: vuonna 1981 hänelle myönnettiin amerikkalainen Franklin-mitali, [147] ja vuonna 1982 uudenvuoden kunniamerkit nimitettiin Britannian imperiumin ritarikunnan komentajaksi. [148] [149] [150] Nämä palkinnot eivät muuttaneet merkittävästi Hawkingin taloudellista tilannetta. Tarpeesta rahoittaa lastensa koulutusta ja kotikustannuksia hän päätti vuonna 1982 kirjoittaa suosittu kirja universumista, joka olisi käytettävissä suurelle yleisölle. [151] [152] Sen sijaan, että hän olisi julkaissut akateemisessa lehdistössä, hän allekirjoitti sopimuksen Bantam Booksin, massamarkkinakustantajan kanssa, ja sai suuren ennakon kirjastaan. [153] [154] Kirjan ensimmäinen luonnos, nimeltään Lyhyt ajan historiavalmistui vuonna 1984. [155]

Yksi ensimmäisistä viesteistä, jonka Hawking tuotti puhetta tuottavalla laitteellaan, oli hänen avustajansa pyyntö auttamaan häntä lopettamaan kirjoittaminen Lyhyt ajan historia. [156] Bantamin toimittaja Peter Guzzardi työnsi häntä selittämään ajatuksensa selkeästi ei-teknisellä kielellä, prosessi, joka vaati monia muutoksia yhä ärtyneemmältä Hawkingilta. [157] Kirja julkaistiin huhtikuussa 1988 Yhdysvalloissa ja kesäkuussa Isossa-Britanniassa, ja se osoittautui poikkeukselliseksi menestykseksi. Se nousi nopeasti bestseller-listan kärkeen molemmissa maissa ja pysyi siellä kuukausia. [158] [159] [160] Kirja käännettiin monille kielille, [161] ja myytiin lopulta arviolta 9 miljoonaa kappaletta. [160]

Median huomio oli kovaa, [161] ja a Newsweek aikakauslehden kansi ja televisio-erityisosa kuvasivat häntä "Universumin mestariksi". [162] Menestys johti merkittäviin taloudellisiin etuihin, mutta myös julkkis-aseman haasteisiin. [163] Hawking matkusti paljon työnsä mainostamiseksi ja nautti juhlimisesta ja tanssimisesta pieniin aikoihin. [161] Ongelma hylätä kutsuja ja vierailijoita jätti hänelle rajoitetun ajan työhön ja hänen oppilaisiinsa. [164] Jotkut kollegat olivat pahoittelevia Hawkingin saamasta huomiosta, ja tunsivat sen johtuvan hänen vammaisuudestaan. [165] [166]

Hän sai lisää akateemista tunnustusta, mukaan lukien viisi muuta kunniatohtoria, [162] Kuninkaallisen tähtitieteellisen yhdistyksen kultamitalin (1985), [167] Paul Diracin mitalin (1987) [162] ja yhdessä Penrosen kanssa arvostetun Wolf-palkinnon. (1988). [168] Vuonna 1989 syntymäpäiväarvostelut hänet nimitettiin kunniaseuralaiseksi (CH). [164] [169] Hän ilmoitti kieltäytyneen ritarikunnan 1990-luvun lopulla vastustaen Ison-Britannian tiederahoituspolitiikkaa. [170] [171]

1990–2000

Hawking jatkoi työtä fysiikassa: vuonna 1993 hän toimitti yhdessä Gary Gibbonsin kanssa kirjan euklidisesta kvanttivoimasta ja julkaisi kootun painoksen omista artikkeleistaan ​​mustista aukoista ja Suuresta räjähdyksestä. [172] Vuonna 1994 Hawking ja Penrose pitivät Cambridgen Newton-instituutissa sarjan kuudesta luennosta, jotka julkaistiin vuonna 1996 nimellä "Avaruuden ja ajan luonne". [173] Vuonna 1997 hän myönsi vuonna 1991 tehdyn julkisen tieteellisen vedon Kip Thornen ja John Preskillin kanssa Caltechista. Hawking oli lyönyt vetoa siitä, että Penrosen ehdotus "kosmisen sensuurinplikaatiosta" - ettei horisontissa voi olla pukeutumattomia "alastomia singulariteetteja" - oli oikea. [174]

Saatuaan selville, että hänen myönnytyksensä on voinut olla ennenaikaista, tehtiin uusi ja hienostuneempi panos. Tämä tarkensi, että tällaisia ​​singulariteetteja esiintyisi ilman lisäehtoja. [175] Samana vuonna Thorne, Hawking ja Preskill tekivät uuden panoksen, tällä kertaa mustaa aukkoa koskevaan paradoksiin. [176] [177] Thorne ja Hawking väittivät, että koska yleinen suhteellisuusteoria teki mustien aukkojen mahdottomaksi säteillä ja menettää tietoa, Hawking-säteilyn kuljettaman massaenergian ja informaation on oltava "uusia", eikä mustan aukon tapahtumien sisältä. horisontti. Koska tämä oli ristiriidassa mikrokausaalisuuden kvanttimekaniikan kanssa, kvanttimekaniikan teoria olisi kirjoitettava uudelleen. Preskill väitti päinvastoin, että koska kvanttimekaniikka viittaa siihen, että mustan aukon lähettämät tiedot liittyvät aikaisemmin pudonneisiin tietoihin, yleisen suhteellisuusteorian antamaa mustien aukkojen käsitettä on muutettava jollain tavalla. [178]

Hawking säilytti myös julkisen profiilinsa, mukaan lukien tieteen tuominen laajemmalle yleisölle. Elokuvaversio elokuvasta Lyhyt ajan historia, ohjaaja Errol Morris ja tuottaja Steven Spielberg, ensi-iltansa vuonna 1992. Hawking oli halunnut elokuvan olevan tieteellinen eikä elämäkerrallinen, mutta hänet vakuutettiin toisin. Vaikka elokuva oli kriittinen menestys, sitä ei julkaistu laajalti. [179] Suosittu kokoelma esseitä, haastatteluja ja keskusteluja Mustat reiät ja vauvauniversumit ja muut esseet julkaistiin vuonna 1993 [180] ja kuusiosainen televisio-sarja Stephen Hawkingin maailmankaikkeus ja seuralainen ilmestyi vuonna 1997. Kuten Hawking vaati, tällä kertaa keskityttiin kokonaan tieteeseen. [181] [182]

2000–2018

Hawking jatkoi kirjoituksiaan yleisölle, julkaisemiselle Maailmankaikkeus pähkinänkuoressa vuonna 2001, [183] ​​ja Ajan lyhempi historia, jonka hän kirjoitti vuonna 2005 Leonard Mlodinowin kanssa päivittääkseen aikaisempia teoksiaan, jotta ne olisivat laajemman yleisön saatavilla, ja Jumala loi kokonaisluvut, joka ilmestyi vuonna 2006. [184] Yhdessä Thomas Hertogin CERN: ssä ja Jim Hartlen kanssa vuodesta 2006 lähtien Hawking kehitti ylhäältä alas suuntautuvan kosmologian teorian, jonka mukaan universumilla ei ollut yhtä ainutlaatuista alkutilaa, vaan monia erilaisia, ja siksi että ei ole asianmukaista muotoilla teoriaa, joka ennustaa maailmankaikkeuden nykyisen kokoonpanon yhdestä tietystä alkutilasta. [185] Ylhäältä alas kosmologia esittää, että nykyisyys "valitsee" menneisyyden monien mahdollisten historioiden päällekkäisyydestä. Näin teoria ehdottaa hienosäätökysymyksen mahdollista ratkaisua. [186] [187]

Hawking jatkoi laajaa matkustamista, mukaan lukien matkat Chileen, Pääsiäissaarelle, Etelä-Afrikkaan, Espanjaan (Fonseca-palkinnon saamiseksi vuonna 2008), [188] [189] Kanadaan [190] ja lukuisiin matkoihin Yhdysvaltoihin. [191] Vammaisuuteensa liittyvistä käytännön syistä Hawking matkusti yhä enemmän yksityisillä lentokoneilla, ja vuoteen 2011 mennessä siitä oli tullut hänen ainoa kansainvälisen matkustustavansa. [192]

Vuoteen 2003 mennessä fyysikkojen keskuudessa oli kasvanut yksimielisyys siitä, että Hawking oli väärässä tietojen menetyksestä mustassa aukossa. [193] Vuonna 2004 Dublinissa pidetyssä luennossa hän myönsi vuoden 1997 vedon Preskillin kanssa, mutta kuvasi oman, hieman kiistanalaisen ratkaisun tietoparadoksiin liittyvään ongelmaan, mukaan lukien mahdollisuus, että mustilla aukoilla on useampi kuin yksi topologia.[194] [178] Vuonna 2005 julkaisemassaan aiheesta aiheesta hän väitti, että informaatioparadoksi selitettiin tutkimalla kaikkia universumien vaihtoehtoisia historiaa, jolloin tietojen menetys niissä, joissa on mustia aukkoja, peruutettiin sellaisilla, joilla ei ole tällaista menetystä . [177] [195] Tammikuussa 2014 hän kutsui väitettyjen tietojen menettämistä mustissa aukoissa "suurimmaksi virheeksi". [196]

Osana toista pitkäaikaista tieteellistä kiistaa Hawking oli painokkaasti väittänyt, että Higgsin bosonia ei koskaan löydy. [197] Peter Higgs ehdotti hiukkasen olevan osa Higgsin kenttäteoriaa vuonna 1964. Hawking ja Higgs käivät kiivasta ja julkista keskustelua asiasta vuonna 2002 ja uudelleen vuonna 2008, Higgs kritisoi Hawkingin työtä ja valitti, että Hawkingin "julkkisasema antaa hänelle välittömän uskottavuuden, jota muilla ei ole". [198] Hiukkanen löydettiin heinäkuussa 2012 CERN: ssä suurten hadronitörmäyslaitteiden rakentamisen jälkeen. Hawking myönsi nopeasti menettäneensä panoksensa [199] [200] ja sanoi, että Higgsin pitäisi voittaa Nobelin fysiikkapalkinto, [201] jonka hän teki vuonna 2013. [202]

Vuonna 2007 Hawking ja hänen tyttärensä Lucy julkaisivat Georgen salainen avain maailmankaikkeuteen, lasten kirja, joka on suunniteltu selittämään teoreettista fysiikkaa helposti ymmärrettävällä tavalla ja jossa on samanlaisia ​​hahmoja kuin Hawking-perheessä. [203] Kirjan jälkeen seurasi jatko-osia vuosina 2009, 2011, 2014 ja 2016. [204]

Vuonna 2002 Yhdistyneen kuningaskunnan laajuisen äänestyksen jälkeen BBC sisälsi Hawkingin 100 suurimman britin luetteloon. [205] Hänelle myönnettiin Royal Societyn Copley-mitali (2006), [206] presidentin vapausmitali, joka on Amerikan korkein siviilien kunnia (2009), [207] ja Venäjän erityinen fysiikan erityispalkinto (2013). [208]

Useat rakennukset on nimetty hänen mukaansa, mukaan lukien Stephen W. Hawkingin tiedemuseo San Salvadorissa El Salvadorissa, [209] Stephen Hawking Building Cambridgessa [210] ja Stephen Hawking Center Perimeter-instituutissa Kanadassa. [211] Ottaen huomioon Hawkingin ajansuhteen, hän paljasti mekaanisen "Chronophage" (tai aikaa syövän) Corpus Clockin Corpus Christi Collegessa Cambridgessa syyskuussa 2008. [212] [213]

Uransa aikana Hawking ohjasi 39 menestyvää tohtorikoulutettavaa. [3] Yksi jatko-opiskelija ei suorittanut tohtorin tutkintoa. [3] [ tarvitaan parempi lähde ] Cambridgen yliopiston politiikan mukaisesti Hawking jäi eläkkeelle Lucasian matematiikan professorina vuonna 2009. [126] [214] Huolimatta ehdotuksista, joiden mukaan hän voisi lähteä Yhdistyneestä kuningaskunnasta protestina tieteellisen perustutkimuksen julkisen rahoituksen leikkauksia vastaan, [215] Hawking työskenteli tutkimuksen johtajana Cambridgen yliopiston soveltavan matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitoksella. [216]

28. kesäkuuta 2009 Hawking järjesti kaikille avoimen puolueen, joka sisälsi alkupaloja ja jääsamppanjaa. se oli ohi, jotta vain aikamatkaajat tietäisivät läsnäolon odotetusti, kukaan ei ilmestynyt juhliin. [217]

20. heinäkuuta 2015 Hawking auttoi käynnistämään Breakthrough Initiatives -yrityksen, joka pyrkii etsimään maan ulkopuolista elämää. [218] Hawking luotu Stephen Hawking: Uuden maan tutkimusmatka, dokumentti avaruuskolonisaatiosta vuoden 2017 jaksona Huomisen maailma. [219] [220]

Elokuussa 2015 Hawking sanoi, että kaikki tiedot eivät häviä, kun jokin menee mustaan ​​aukkoon, ja hänen teoriansa mukaan voi olla mahdollista saada tietoja mustasta aukosta. [221] Heinäkuussa 2017 Hawking sai kunniatohtorin arvon Imperial College Londonista. [222]

Hawkingin lopputyö - Sujuva irtautuminen ikuisesta inflaatiosta? - julkaistiin postuumisti Journal of High Energy Physics 27. huhtikuuta 2018. [223] [224]

Avioliitot

Hawking tapasi tulevan vaimonsa Jane Wilden juhlissa vuonna 1962. Seuraavana vuonna Hawkingille diagnosoitiin motorinen neuronitauti. Lokakuussa 1964 pari sitoutui avioliittoon tietoisena mahdollisista haasteista, joita edessä oli Hawkingin lyhentyneen elinajanodotteen ja fyysisten rajoitusten vuoksi. [125] [225] Hawking sanoi myöhemmin, että kihlautuminen antoi hänelle "jotain elämistä varten". [226] Kaksi naimisiin 14. heinäkuuta 1965 jaetussa kotikaupungissaan St Albans. [86]

Pari asui Cambridgessä, Hawkingin kävelyetäisyydellä soveltavan matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitoksesta (DAMTP). Ensimmäisten aviovuosiensa aikana Jane asui viikon aikana Lontoossa, kun hän suoritti tutkintonsa Westfield Collegessa. He matkustivat useita kertoja Yhdysvaltoihin konferensseja ja fysiikkaan liittyviä vierailuja varten. Jane aloitti tohtoriohjelman Westfield Collegen kautta keskiaikaisessa espanjalaisessa runoudessa (valmistunut vuonna 1981). Pariskunnalla oli kolme lasta: Robert, syntynyt toukokuussa 1967, [227] [228] Lucy, syntynyt marraskuussa 1970, [229] ja Timothy, syntynyt huhtikuussa 1979. [121]

Hawking keskusteli harvoin sairaudestaan ​​ja fyysisistä haasteistaan, jopa - seurustelun aikana asetetussa ennakkotapauksessa - Janen kanssa. [230] Vammaisuus merkitsi sitä, että kodin ja perheen velvollisuudet tukeutuivat tiukasti vaimonsa yhä rasittavammille harteille, jolloin hänelle jäi enemmän aikaa ajatella fysiikkaa. [231] Kun hänet nimitettiin vuonna 1974 vuoden kestävään tehtävään Kalifornian tekniikan instituutissa Pasadenassa Kaliforniassa, Jane ehdotti, että jatko- tai jatko-opiskelija asuisi heidän luonaan ja auttaisi hänen hoidossaan. Hawking hyväksyi, ja Bernard Carr matkusti heidän kanssaan ensimmäisenä monista opiskelijoista, jotka täyttivät tämän roolin. [232] [233] Perhe vietti yleensä onnellisen ja piristävän vuoden Pasadenassa. [234]

Hawking palasi Cambridgeen vuonna 1975 uuteen kotiin ja uuteen työpaikkaan lukijana. Don Page, jonka kanssa Hawking oli aloittanut läheisen ystävyyden Caltechissa, saapui työskentelemään suorana jatko-opiskelija-assistenttina. Pagein ja sihteerin avustuksella Janen vastuualueita vähennettiin, jotta hän voisi palata väitöskirjansa ja uuden kiinnostuksensa laulamiseen. [235]

Noin joulukuussa 1977 Jane tapasi urkuri Jonathan Hellyer Jonesin, kun hän lauloi kirkon kuorossa. Hellyer Jonesista tuli läheinen Hawking-perhe, ja 1980-luvun puoliväliin mennessä hänellä ja Janella oli ollut romanttisia tunteita toisiaan kohtaan. [124] [236] [237] Janen mukaan hänen aviomiehensä hyväksyi tilanteen ja totesi, että "hän ei vastusta niin kauan kuin rakastin häntä edelleen". [124] [238] [239] Jane ja Hellyer Jones olivat päättäneet olla hajottamatta perhettä, ja heidän suhteensa pysyi platonisena pitkään. [240]

1980-luvulle mennessä Hawkingin avioliitto oli kireä monien vuosien ajan. Jane tunsi olevansa masentunut tarvittavien sairaanhoitajien ja avustajien tunkeutumisesta heidän perhe-elämäänsä. [241] Julkisuuden vaikutus oli haastava kollegoille ja perheenjäsenille, kun taas mahdollisuus elää maailmanlaajuisen satu-kuvan mukaan oli pariskunnalle pelottava. [242] [186] Hawkingin uskonnolliset näkemykset poikkesivat myös hänen vahvasta kristillisestä uskostaan ​​ja johtivat jännitteisiin. [186] [243] [244] Vuonna 1985 tehdyn trakeotomian jälkeen Hawking vaati kokopäiväistä sairaanhoitajaa ja hoitotyö jaettiin 3 vuoroon päivittäin. 1980-luvun lopulla Hawking kasvoi läheisesti erään sairaanhoitajansa Elaine Masonin kanssa joidenkin työtovereiden, omaishoitajien ja perheenjäsenten masentuneeksi, joita hänen persoonallisuutensa ja suojelevuutensa häiritsivät. [245] Helmikuussa 1990 Hawking kertoi Janelle, että hän oli lähdössä Masoniin [246] ja lähti perheen kodista. [148] Kun hän oli eronnut Janesta vuonna 1995, Hawking meni naimisiin Masonin kanssa syyskuussa [148] [247] julistaen: "Se on hienoa - olen naimisissa rakastamani naisen kanssa." [248]

Vuonna 1999 Jane Hawking julkaisi muistion, Musiikkia tähtien siirtämiseen, joka kuvaa hänen avioliitonsa Hawkingin kanssa ja sen hajoamisen. Sen paljastukset aiheuttivat sensaatiota tiedotusvälineissä, mutta kuten hänen tavalliseen käytäntöönsä henkilökohtaisen elämänsä suhteen, Hawking ei julkisesti kommentoinut muuta kuin sanoneen, että hän ei lukenut elämäkerroja itsestään. [249] Hänen toisen avioliittonsa jälkeen Hawkingin perhe tunsi syrjäytyneen ja syrjäytyneen hänen elämästään. [244] Noin viiden vuoden ajan 2000-luvun alussa hänen perheensä ja henkilökuntansa olivat yhä huolestuneempia siitä, että häntä käytettiin fyysisesti väärin. [250] Poliisitutkinta tapahtui, mutta se saatiin päätökseen, kun Hawking kieltäytyi tekemästä valitusta. [251]

Vuonna 2006 Hawking ja Mason erosivat hiljaa [252] [253], ja Hawking aloitti jälleen läheisemmät suhteet Janeen, hänen lapsiinsa ja lapsenlapsiinsa. [186] [253] Tämän onnellisemman ajanjakson pohjalta Jane-kirjan tarkistettu versio, uudelleen nimeltään Matkustaminen äärettömyyteen: Elämäni Stephenin kanssa, ilmestyi vuonna 2007, [251] ja siitä tehtiin elokuva, Kaiken teoria, vuonna 2014. [254]

Vammaisuus

Hawkingilla oli harvinainen varhaisessa vaiheessa alkava, hitaasti etenevä motorisen neuronitaudin muoto (MND, joka tunnetaan myös nimellä amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) tai Lou Gehrigin tauti), kuolemaan johtava neurodegeneratiivinen sairaus, joka vaikuttaa aivojen ja selkäytimen motorisiin neuroneihin. vähitellen lamauttanut hänet vuosikymmenien ajan. [21]

Hawking oli kokenut yhä kömpelyyttä viimeisen vuoden aikana Oxfordissa, mukaan lukien putoaminen joillekin portaille ja vaikeudet soutuessa. [255] [256] Ongelmat pahenivat, ja hänen puheensa muuttui hieman epäselväksi. Hänen perheensä huomasi muutokset, kun hän palasi kotiin jouluna, ja lääketieteelliset tutkimukset aloitettiin. [257] [258] MND-diagnoosi tuli, kun Hawking oli 21, vuonna 1963. Lääkärit antoivat hänelle tuolloin kahden vuoden elinajanodotteen. [259] [260]

1960-luvun lopulla Hawkingin fyysiset kyvyt heikkenivät: hän alkoi käyttää kainalosauvoja eikä voinut enää pitää luentoja säännöllisesti. [261] Kun hän hitaasti menetti kirjoituskyvyn, hän kehitti korvaavia visuaalisia menetelmiä, mukaan lukien yhtälöiden näkemisen geometrian suhteen. [262] [263] Fyysikko Werner Israel vertasi myöhemmin saavutuksia siihen, että Mozart sävelsi kokonaisen sinfonian päähänsä. [264] [265] Hawking oli kiivaasti itsenäinen eikä halunnut hyväksyä apua tai tehdä alennuksia vammoistaan. Hän halusi, että häntä pidetään "ensin tiedemiehenä, toiseksi suosittu tiedekirjoittajana, ja kaikin tavoin normaalilla ihmisellä, jolla on samat halut, ajamat, unelmat ja kunnianhimo kuin seuraavaan ihmiseen". [266] Hänen vaimonsa Jane Hawking totesi myöhemmin: "Jotkut kutsuvat sitä päättäväisyydeksi, jotkut itsepäisyydeksi. Olen kutsunut sitä molemmiksi kerrallaan." [267] Hän vaati paljon suostuttelua hyväksyäkseen pyörätuolin käytön 1960-luvun lopulla, [268] mutta lopulta tuli tunnetuksi pyörätuolilla ajamisensa villisyydestä. [269] Hawking oli suosittu ja nokkela kollega, mutta hänen sairautensa samoin kuin hänen maineensa räikeydestä erotti hänet joistakin. [267]

Kun Hawking alkoi ensimmäisen kerran käyttää pyörätuolia 1970-luvun lopulla, hän käytti tavallisia moottorimalleja. Aikaisin säilyneen esimerkin näistä tuoleista teki BEC Mobility, ja Christie's myi ne marraskuussa 2018 hintaan 296750 puntaa. [270] Hawking jatkoi tämäntyyppisten tuolien käyttöä 1990-luvun alkuun saakka, jolloin hänen kykynsä käyttää käsiään pyörätuolin ajamiseksi heikkeni. Hawking käytti useita erilaisia ​​tuoleja tuolloin, mukaan lukien DragonMobility Dragon -ostostuoli vuodelta 2007, kuten huhtikuun 2008 valokuvassa näkyy Hawkingista, joka osallistuu NASA: n 50-vuotisjuhlaan [271] Permobil C350: stä vuodesta 2014 ja sitten Permobil F3: sta vuodesta 2016. [ 272]

Hawkingin puhe heikkeni, ja 1970-luvun loppupuolelle hänet ymmärsivät vain hänen perheensä ja lähimmät ystävänsä. Kommunikoidakseen muiden kanssa joku, joka tunsi hänet hyvin, tulkitsi puheensa ymmärrettäväksi puheeksi. [273] Yliopiston kanssa käydyn kiistan vauhdittamana siitä, kuka maksaisi hänen työpaikalleen pääsemiseksi tarvittavan rampin, Hawking ja hänen vaimonsa kamppailivat vammaisten pääsyn ja tuen parantamiseksi Cambridgessa [274] [275] mukaan lukien mukautetut opiskelija-asunnot yliopistossa. [276] Hawkingilla oli yleisesti ottaen epämääräisiä tunteita roolistaan ​​vammaisten oikeuksien puolustajana: kun hän halusi auttaa muita, hän yritti myös irrottautua sairaudestaan ​​ja sen haasteista. [277] Hänen puuttumisensa tällä alalla johti arvosteluun. [278]

Vierailunsa aikana CERNiin Ranskan ja Sveitsin rajalla vuoden 1985 puolivälissä Hawking sai keuhkokuumeen, joka hänen ollessaan oli hengenvaarallinen, ja hän oli niin sairas, että Janelta kysyttiin, olisiko elämäntuki lopetettava. Hän kieltäytyi, mutta seurauksena oli trakeotomia, joka vaati ympärivuorokautista hoitotyötä ja hänen puheensa jäljellä olevan osan poistamista. [279] [280] Kansallinen terveyspalvelu oli valmis maksamaan hoitokodista, mutta Jane oli päättänyt asua kotona. Hoidon kustannukset rahoitti amerikkalainen säätiö. [281] [282] Sairaanhoitajia palkattiin kolmelle vuorolle, joita vaadittiin tarvitsemaan ympärivuorokautinen tuki. Yksi palveluksessa olevista oli Elaine Mason, josta piti tulla Hawkingin toinen vaimo. [283]

Viestinnänsä puolesta Hawking aluksi nosti kulmakarvojaan valitsemaan kirjaimia oikeinkirjoituskortille, [284] mutta vuonna 1986 hän sai tietokoneohjelman nimeltä "Taajuuskorjain" Words Plus -yhtiön toimitusjohtajalta Walter Woltoszilta, joka oli kehittänyt aikaisemman version ohjelmisto avuksi äidilleen, joka myös kärsi ALS: sta ja menetti kykynsä puhua ja kirjoittaa. [285] Menetelmässä, jota hän käytti loppuelämänsä ajan, Hawking voisi nyt yksinkertaisesti painaa kytkintä valitakseen lauseita, sanoja tai kirjaimia noin 2 500–3 000 pankista, jotka skannattiin. [286] [287] Ohjelma suoritettiin alun perin pöytätietokoneella. Elaine Masonin aviomies, tietokoneinsinööri David, mukautti pienen tietokoneen ja kiinnitti sen pyörätuoliinsa. [288]

Vapautettuaan tarpeesta käyttää jotakuta hänen puheensa tulkinnassa, Hawking kommentoi, että "voin kommunikoida paremmin kuin ennen kuin menetin ääneni". [289] Hänen käyttämällään äänellä oli amerikkalainen aksentti, eikä sitä enää tuoteta. [290] [291] Huolimatta muiden äänien myöhemmästä saatavuudesta, Hawking säilytti tämän alkuperäisen äänen sanomalla, että hän halusi sen ja tunnisti sen. [292] Alun perin Hawking aktivoi kytkimen kädellään ja pystyi tuottamaan jopa 15 sanaa minuutissa. [156] Luennot valmisteltiin etukäteen ja lähetettiin puheen syntetisaattoriin lyhyinä jaksoina toimitettaviksi. [290]

Hawking menetti vähitellen kätensä käytön, ja vuonna 2005 hän alkoi hallita viestintälaitettaan poskilihasten liikkeillä [293] [294] [295] noin yhden sanan minuutissa. [294] Tämän heikkenemisen seurauksena oli riski, että hän kehittyi lukittuun oireyhtymään, joten Hawking teki yhteistyötä Intelin tutkijoiden kanssa järjestelmissä, jotka pystyivät kääntämään hänen aivomallinsa tai ilmeensä kytkimen aktivointeiksi. Useiden prototyyppien jälkeen, jotka eivät toimineet suunnitellusti, he asettautuivat lontoolaisen startupin, SwiftKeyn, mukautuvaan sanaennustimeen, joka käytti hänen alkuperäistä tekniikkaansa vastaavaa järjestelmää. Hawkingilla oli helpompi sopeutua uuteen järjestelmään, jota kehitettiin edelleen syötettyään suuria määriä Hawkingin papereita ja muita kirjoitettuja materiaaleja ja joka käyttää ennakoivaa ohjelmistoa, joka on samanlainen kuin muut älypuhelinten näppäimistöt. [186] [285] [295] [296]

Vuoteen 2009 mennessä hän ei voinut enää ajaa pyörätuoliaan itsenäisesti, mutta samat ihmiset, jotka loivat uuden kirjoituskoneistonsa, työskentelivät menetelmällä tuolin ajamiseksi leuan tekemien liikkeiden avulla. Tämä osoittautui vaikeaksi, koska Hawking ei voinut liikuttaa niskaansa, ja kokeet osoittivat, että vaikka hän todella pystyi ajamaan tuolia, liike oli satunnaista ja hyppyistä. [285] [297] Elämänsä loppupuolella Hawking koki lisääntyneitä hengitysvaikeuksia, mikä johti usein siihen, että hän vaati hengityslaitteen käyttöä ja joutui säännöllisesti sairaalaan. [186]

Vammaisuus

1990-luvulta lähtien Hawking hyväksyi vammaisten roolimallin, luennoi ja osallistui varainhankintaan. [298] Vuosisadan vaihteessa hän ja yksitoista muuta humanitaria allekirjoittivat sopimuksen Kolmannen vuosituhannen peruskirja vammaisuudesta, jossa hallituksia kehotettiin estämään vammaisuus ja suojelemaan vammaisten oikeuksia. [299] [300] Vuonna 1999 Hawkingille myönnettiin American Physical Societyn Julius Edgar Lilienfeld -palkinto. [301]

Elokuussa 2012 Hawking kertoi Lontoon vuoden 2012 kesäparalympialaisten avajaisseremonian "Valaistuminen" -segmentin. [302] Vuonna 2013 elämäkerrallinen dokumenttielokuva Hawking, jossa Hawking itse on esillä, julkaistiin. [303] Syyskuussa 2013 hän ilmaisi tukensa avustetun itsemurhan laillistamiselle loputtomasti sairaille. [304] Elokuussa 2014 Hawking hyväksyi Ice Bucket Challengen edistääkseen ALS- / MND-tietoisuutta ja kerätäkseen panosta tutkimukseen. Koska hänellä oli keuhkokuume vuonna 2013, häntä kehotettiin olemaan kaatamatta jäätä hänen päälleen, mutta hänen lapsensa vapaaehtoisesti ottivat haasteen vastaan ​​hänen puolestaan. [305]

Suunnitelmat matkalle avaruuteen

Loppuvuodesta 2006 Hawking paljasti BBC: n haastattelussa, että yksi hänen suurimmista täyttämättömistä haluistaan ​​oli matkustaa avaruuteen [306] tämän kuultuaan Richard Branson tarjosi ilmaisen lennon avaruuteen Virgin Galacticin kanssa, jonka Hawking heti hyväksyi. Henkilökohtaisten tavoitteiden lisäksi häntä motivoi halu lisätä yleistä kiinnostusta avaruuslentoihin ja näyttää vammaisten potentiaalia. [307] Hawking lensi 26. huhtikuuta 2007 erityisen modifioidun Boeing 727-200-suihkukoneen, jota Zero-G Corp käytti Floridan rannikon tuntemaan painottomuuden. [308] Pelot siitä, että liikkeet aiheuttaisivat hänelle kohtuutonta epämukavuutta, osoittautuivat perusteettomiksi, ja lento pidennettiin kahdeksaan paraboliseen kaareen. [306] Sitä kuvattiin onnistuneeksi testiksi sen selvittämiseksi, pystyykö hän kestämään avaruuslennossa mukana olevia g-voimia. [309] Tuolloin Hawkingin avaruusmatkan ennustettiin olevan jo vuonna 2009, mutta kaupalliset lennot avaruuteen eivät alkaneet ennen hänen kuolemaansa. [310]

Hawking kuoli kotonaan Cambridgessä 14. maaliskuuta 2018 76-vuotiaana. [311] [312] [313] Hänen perheensä ilmoitti "kuolleen rauhallisesti". [314] [315] Tieteen, viihteen, politiikan ja muiden alojen henkilöt pitivät häntä kuuluisina. [316] [317] [318] [319] Gonvillen ja Caiuksen yliopiston lippu lensi puolimastossa, ja opiskelijat ja vierailijat allekirjoittivat surunvalittelukirjan. [320] [321] [322] IPC: n presidentti Andrew Parsons antoi kunnianosoituksen Hawkingille loppupuheessa vuoden 2018 talviolympialaisten loppuseremoniassa Pyeongchangissa, Etelä-Koreassa. [323]

Hänen yksityiset hautajaiset pidettiin 31. maaliskuuta 2018 [324] Great St Mary's -kirkossa Cambridgessa. [324] [325] Hautajaisten vieraat mukaan lukien Kaiken teoria näyttelijät Eddie Redmayne ja Felicity Jones, Queenin kitaristi ja astrofyysikko Brian May sekä malli Lily Cole. [326] [327] Lisäksi näyttelijä Benedict Cumberbatch, joka soitti Stephen Hawkingia Hawking, astronautti Tim Peake, tähtitieteilijä Royal Martin Rees ja fyysikko Kip Thorne pitivät lukemia palvelussa. [328] Vaikka Hawking oli ateisti, hautajaiset pidettiin perinteisellä anglikaanisella palveluksella. [329] [330] Polttohautausaineiston jälkeen Westminsterin luostarissa pidettiin 15. kesäkuuta 2018 kiitospäivä, jonka jälkeen hänen tuhkansa haudattiin luostarin laivoon, Sir Isaac Newtonin ja Charles Darwinin hautojen väliin. [1] [326] [331] [332]

Hänen muistokiviinsä on kaiverrettu sanat "Tässä piilee Stephen Hawkingin kuolevainen 1942–2018" ja hänen tunnetuin yhtälö. [333] Hän käski ainakin viidentoista vuotta ennen kuolemaansa, että Bekenstein – Hawking-entropiayhtälö olisi hänen epitaafinsa. [334] [335] [huomautus 1] Kesäkuussa 2018 ilmoitettiin, että Hawkingin sanat, jotka kreikkalaisen säveltäjä Vangelis sävelsi, säteitettäisiin avaruuteen Euroopan avaruusjärjestön satelliittiantennista Espanjassa tavoitteena päästä lähimpään musta aukko, 1A 0620-00. [340]

Hawkingin viimeinen lähetyshaastattelu kahden neutronitähden törmäyksestä johtuvien gravitaatioaaltojen havaitsemisesta tapahtui lokakuussa 2017. [341] Hänen viimeiset sanansa maailmalle ilmestyivät postuumisti huhtikuussa 2018 Smithsonian TV Channel -dokumentin muodossa. oikeutettu, Poistuminen maasta: Tai kuinka asuttaa planeetta. [342] [343] Yksi hänen viimeisimmistä tutkimuksistaan, otsikolla Sujuva irtautuminen ikuisesta inflaatiosta?, maailmankaikkeuden alkuperästä, julkaistiin Journal of High Energy Physics toukokuussa 2018. [344] [345] [346] [347] Myöhemmin, lokakuussa 2018, toinen hänen viimeisimmistä tutkimuksistaan, nimeltään Mustan reiän entropia ja pehmeät hiukset, [348] julkaistiin ja käsiteltiin "mysteeriä siitä, mitä tapahtuu esineiden hallussa olevalle tiedolle, kun ne katoavat mustaan ​​aukkoon". [349] [350] Myös lokakuussa 2018 Hawkingin viimeinen kirja, Lyhyet vastaukset suuriin kysymyksiinjulkaistiin suosittu tiedekirja, joka esitteli viimeiset kommenttinsa ihmiskunnan tärkeimmistä kysymyksistä. [351] [352] [353]

8. marraskuuta 2018 huutokauppa Stephen Hawkingin 22 henkilökohtaisesta omaisuudesta, mukaan lukien hänen väitöskirja ("Laajentuvien universumien ominaisuudet", Väitöskirja, Cambridgen yliopisto, 1965) ja pyörätuolilla, ja ne antoivat noin 1,8 miljoonaa puntaa. [354] [355] Pyörätuolin huutokaupasta saadut tuotot menivät kahdelle hyväntekeväisyysjärjestölle, Motor Neurone Disease Associationille ja Stephen Hawking -säätiölle. [356] Hawkingin muista tuotteista saadut tulot menivät hänen omaisuudelleen. [355]

Maaliskuussa 2019 ilmoitettiin, että kuninkaallinen rahapaja antoi liikkeeseen 50 pennun juhlarahan Hawkingin kunniaksi. [357] Samassa kuussa ilmoitettiin, että Hawkingin sairaanhoitajalle, Patricia Dowdylle, määrättiin väliaikainen keskeytys vuonna 2016 "hoitoon liittyvistä epäonnistumisista ja taloudellisesta väärinkäytöksestä". [358]

Ihmiskunnan tulevaisuus

Vuonna 2006 Hawking esitti Internetissä avoimen kysymyksen: "Kuinka poliittisesti, sosiaalisesti ja ympäristöllisesti kaaoksessa maailmassa ihmiskunta voi kestää vielä 100 vuotta?" Selventäen myöhemmin: "En tiedä vastausta. Siksi esitin kysymyksen saadakseni ihmiset ajattelemaan sitä ja tietämään nyt kohtaamamme vaarat. " [359]

Hawking ilmaisi huolensa siitä, että maan päällä oleva elämä on vaarassa äkillisestä ydinsodasta, geneettisesti muunnetusta viruksesta, ilmaston lämpenemisestä tai muista vaaroista, joita ihmiset eivät ole vielä ajatelleet. [307] [360] Hawking totesi: "Pidän melkein väistämättömänä, että joko ydinkokoonpano tai ympäristökatastrofi lamauttaa maapallon jossain vaiheessa seuraavan 1000 vuoden aikana", ja piti "asteroidien törmäystä" suurimpana uhkana. planeetalle. [351] Tällaisen koko planeetan laajuisen katastrofin ei tarvitse johtaa ihmisen sukupuuttoon, jos ihmiskunta pystyy asuttamaan uusia planeettoja ennen katastrofia. [360] Hawking piti avaruuslentoja ja avaruuden kolonisointia ihmiskunnan tulevaisuuden kannalta tarpeellisina. [307] [361]

Hawking totesi, että maailmankaikkeuden laajuuden vuoksi ulkomaalaisia ​​on todennäköisesti olemassa, mutta kosketusta heidän kanssaan tulisi välttää. [362] [363] Hän varoitti, että ulkomaalaiset saattavat ryöstää maapalloa resursseista. Vuonna 2010 hän sanoi: "Jos ulkomaalaiset vierailevat luonamme, lopputulos olisi paljon kuin silloin, kun Columbus laskeutui Amerikkaan, mikä ei osoittautunut hyväksi alkuperäiskansoille." [363]

Hawking varoitti, että älykäs tekoäly voi olla keskeinen tekijä ihmiskunnan kohtalon ohjaamisessa, ja totesi, että "mahdolliset hyödyt ovat valtavat. Menestys tekoälyn luomisessa olisi ihmiskunnan historian suurin tapahtuma. Se voi olla myös viimeinen, ellemme opi välttämään riskejä. " [364] [365] Hän kuitenkin väitti, että meidän pitäisi pelätä enemmän taloudellista eriarvoisuutta pahentavaa kapitalismia kuin robotteja. [366]

Hawking oli huolissaan "ihmiskunnan" rodun tulevasta ilmaantumisesta, joka pystyi suunnittelemaan oman evoluutionsa [351], ja väitti myös, että nykypäivän maailman tietokoneviruksia olisi pidettävä uutena elämänmuotona toteamalla, että " ehkä se kertoo jotain ihmisluonnosta, että ainoa toistaiseksi luomamme elämänmuoto on puhtaasti tuhoisa. Puhu elämän luomisesta omaksi kuvaksemme. " [367]

Tiede vs. filosofia

Googlen Zeitgeist-konferenssissa vuonna 2011 Hawking sanoi, että "filosofia on kuollut". Hän uskoi, että filosofit "eivät ole pysyneet ajan tasalla tieteen nykyaikaisen kehityksen kanssa" ja että tutkijoista "on tullut löydöksen soihdun kantajia pyrkiessämme tietoon". Hän sanoi, että tiede voi vastata filosofisiin ongelmiin, erityisesti uusiin tieteellisiin teorioihin, jotka "johtavat meidät uuteen ja hyvin erilaiseen kuvaan maailmankaikkeudesta ja paikastamme siinä". [368]

Uskonto ja ateismi

Hawking oli ateisti. [369] [370] Haastattelussa, joka julkaistiin Huoltaja, Hawking piti "aivoja tietokoneena, joka lakkaa toimimasta, kun sen komponentit vikaantuvat", ja jälkielämän käsite "keijujuttu pimeyttä pelkäville ihmisille". [312] [143] Vuonna 2011 kerrotaan amerikkalaisen televisiosarjan ensimmäinen jakso Uteliaisuus Discovery Channelilla Hawking ilmoitti:

Meillä kaikilla on vapaus uskoa siihen, mitä haluamme, ja mielestäni yksinkertaisin selitys on, ettei Jumalaa ole. Kukaan ei luonut maailmankaikkeutta eikä kukaan ohjaa kohtaloamme. Tämä johtaa minut syvälliseen oivallukseen. Taivasta ja luultavasti ei ole taivaallista. Meillä on tämä yksi elämä arvostamaan maailmankaikkeuden upeaa suunnittelua, ja siitä olen erittäin kiitollinen. [371] [372]

Hawkingin yhteys ateismiin ja vapaa-ajatteluun oli todiste hänen yliopistovuosistaan ​​lähtien, jolloin hän oli ollut Oxfordin yliopiston humanistisen ryhmän jäsen. Myöhemmin hänen oli määrä esiintyä pääpuhujana vuoden 2017 Humanists UK -konferenssissa. [373] Haastattelussa El Mundo, hän sanoi:

Ennen kuin ymmärrämme tieteen, on luonnollista uskoa, että Jumala loi maailmankaikkeuden. Mutta nyt tiede tarjoaa vakuuttavamman selityksen. Tarkoitin 'me tietäisimme Jumalan mielen' tarkoitan sitä, että tiedämme kaiken, mitä Jumala tietäisi, jos olisi Jumalaa, jota ei ole. Olen ateisti. [369]

Lisäksi Hawking totesi:

Jos haluat, voit kutsua tieteen lakeja "Jumalaksi", mutta se ei ole henkilökohtainen Jumala, jonka tapaat ja esität kysymyksiä. [351]

Politiikka

Hawking oli pitkäaikainen työväenpuolueen kannattaja. [374] [375] Hän kirjoitti kunnianosoituksen vuoden 2000 demokraattisen presidentin ehdokkaalle Al Gorelle, [376] joka kutsui vuoden 2003 Irakin hyökkäystä "sotarikokseksi", [375] [377] tuki Israelin akateemista boikottia [378]. [379] kampanjoi ydinaseriisunnan puolesta, [374] [375] ja tuki kantasolututkimusta, [375] [380] yleistä terveydenhuoltoa [381] ja toimia ilmastonmuutoksen estämiseksi. [382] Elokuussa 2014 Hawking oli yksi 200 julkisesta henkilöstä, jotka olivat allekirjoittaneet kirjeen Huoltaja ilmaisten toiveensa siitä, että Skotlanti äänestää pysyäkseen osana Yhdistynyttä kuningaskuntaa syyskuussa järjestetyssä kansanäänestyksessä. [383] Hawking uskoi, että Yhdistyneen kuningaskunnan ero Euroopan unionista (Brexit) vahingoittaisi Yhdistyneen kuningaskunnan panosta tieteeseen, koska nykyaikainen tutkimus tarvitsee kansainvälistä yhteistyötä, ja että ihmisten vapaa liikkuvuus Euroopassa kannustaa ideoiden levittämiseen. [384] Hawking oli pettynyt Brexitiin ja varoitti kateudesta ja eristäytymisestä. [385]

Hawking oli erittäin huolissaan terveydenhuollosta ja väitti, että ilman Ison-Britannian kansallista terveyspalvelua hän ei olisi voinut selviytyä 70-vuotiaistaan. [386]

Hawking pelkäsi yksityistämistä. Hän totesi: "Mitä enemmän voittoa saadaan järjestelmästä, sitä enemmän yksityisiä monopoleja kasvaa ja kalliimmasta terveydenhuollosta tulee. NHS on suojattava kaupallisilta intresseiltä ja suojattava niiltä, ​​jotka haluavat sen yksityistää." [387] Hawkingin väitetyt ministerit vahingoittivat NHS: ää, hän syytti konservatiiveja rahoituksen leikkaamisesta, NHS: n heikentämisestä yksityistämisen avulla, henkilöstön moraalin alentamisesta palkkoja pidättämällä ja vähentämällä sosiaalihoitoa. [388] Hawking syytti Jeremy Huntia kirsikan poiminnasta, jonka Hawking ylläpitää alentunutta tiedettä. [386] Hawking totesi myös: "On ylivoimaista näyttöä siitä, että NHS: n rahoitus sekä lääkäreiden ja sairaanhoitajien määrä ovat riittämättömät, ja se pahenee." [389] Kesäkuussa 2017 Hawking hyväksyi työväenpuolueen Yhdistyneen kuningaskunnan vuoden 2017 vaaleissa vedoten konservatiivien ehdottamiin leikkauksiin NHS: ään. Mutta hän kritisoi myös työväenpuolueen johtajaa Jeremy Corbynia ja ilmaisi skeptisyyden siitä, voisiko puolue voittaa hänen vaaleissaan pidettävät vaalit. [390]

Hawking pelkäsi, että Donald Trumpin ilmaston lämpenemispolitiikka voi vaarantaa planeetan ja tehdä ilmaston lämpenemisestä peruuttamattoman. Hän sanoi: "Ilmastonmuutos on yksi suurista vaaroista, joita kohtaamme, ja se voidaan estää, jos toimimme nyt. Kieltämällä todisteet ilmastonmuutoksesta ja vetäytymällä Pariisin sopimuksesta Donald Trump aiheuttaa vältettävissä olevia ympäristövahinkoja ympäristölle. kaunis planeetamme, joka vaarantaa luonnon, meille ja lapsillemme. " [391] Hawking totesi edelleen, että tämä saattaisi johtaa maapallon "tulemiseen Venuksen kaltaiseksi, lämpötilan ollessa kaksisataa viisikymmentä astetta ja satamassa rikkihappoa". [392]

Hawking oli myös yleisen perustulon kannattaja. [393]

Vuonna 1988 haastateltiin Hawkingia, Arthur C. Clarkea ja Carl Sagania Jumala, maailmankaikkeus ja kaikki muu. He keskustelivat Suuren Bangin teoriasta, Jumalasta ja maan ulkopuolisen elämän mahdollisuudesta. [394]

Kotivideoversion julkaisujuhlissa Lyhyt ajan historia, Leonard Nimoy, joka oli soittanut Spockia Star Trek, sai tietää, että Hawking oli kiinnostunut esiintymisestä näyttelyssä. Nimoy otti tarvittavan yhteyden, ja Hawking soitti holografisen simulaation itsestään Star Trek: seuraava sukupolvi vuonna 1993. [395] [396] Samana vuonna hänen syntetisaattorinsa äänitettiin Pink Floydin kappaleelle "Keep Talking", [397] [180] ja vuonna 1999 esiintymiselle Simpsonit. [398] Hawking esiintyi dokumenttielokuvissa Todellinen Stephen Hawking (2001), [300] Stephen Hawking: Profiili (2002) [399] ja Hawking (2013), ja dokumenttisarja Stephen Hawking, maailmankaikkeuden päällikkö (2008). [400] Hawking vieraili myös tähdellä Futurama [186] ja sillä oli toistuva rooli Alkuräjähdysteoria. [401]

Hawking salli tekijänoikeuksin suojatun äänensä [402] [403] käytön elämäkerrassa vuonna 2014 Kaiken teoria, jossa Eddie Redmayne kuvasi häntä Oscar-voittajana. [404] Hawking oli esillä Monty Python Live (enimmäkseen) vuonna 2014. Hänen näytettiin laulavan laajennetun version “Galaxy Songista”, kun hän oli kaatanut pyörätuolillaan Brian Coxin, ennalta tallennetussa videossa. [405] [406]

Hawking käytti mainettaan mainostamaan tuotteita, kuten pyörätuolia, [300] National Savings, [407] British Telecom, Specsavers, Egg Banking [408] ja Go Vertaa. [409] Vuonna 2015 hän haki nimensä tavaramerkkiä. [410]

Lähetetty maaliskuussa 2018 vain viikko tai kaksi ennen kuolemaansa, Hawking oli The Book Mark II: n ääni Linnunradan käsikirja liftareille radiosarjassa, ja hän oli Neil deGrasse Tysonin vieraana StarTalk. [411]

Hawking sai lukuisia palkintoja ja kunniamerkkejä. Jo luettelon alussa, vuonna 1974, hänet valittiin Royal Societyn (FRS) jäseneksi. [412] Tuolloin hänen nimityksensä kuului:

Hawking on antanut merkittävän panoksen yleisen suhteellisuusteollisuuden kentälle. Ne johtuvat syvällisestä ymmärryksestä fysiikan ja tähtitieteen kannalta merkityksellisestä ja erityisesti täysin uusien matemaattisten tekniikoiden hallitsemisesta. Penrosen uraauurtavan työn jälkeen, jonka hän perusti osittain yksin ja osittain yhteistyössä Penrosen kanssa, sarja peräkkäin voimakkaampia lauseita, jotka perustivat perustavan lopputuloksen, jonka mukaan kaikilla realistisilla kosmologisilla malleilla on oltava singulariteetteja. Vastaavia tekniikoita käyttäen Hawking on osoittanut mustia aukkoja säätelevien lakien peruslauseet: että Einsteinin yhtälöiden kiinteiden ratkaisujen, joilla on sileät tapahtumahorisontit, on välttämättä oltava aksymmetrisiä ja että mustien aukkojen evoluutiossa ja vuorovaikutuksessa tapahtumahorisonttien kokonaispinta-ala täytyy kasvaa. Yhteistyössä G. Ellisin kanssa Hawking on kirjoittanut vaikuttavan ja omaperäisen tutkielman "Avaruus-aika suuressa".

Viittaus jatkuu: "Muu tärkeä Hawkingin työ liittyy kosmologisten havaintojen tulkintaan ja gravitaatioaaltojen ilmaisimien suunnitteluun." [413]

Hawking sai vuonna 2015 Viatcheslav Mukhanovin kanssa jaetun BBVA Foundation Frontiers of Knowledge -palkinnon perustieteissä. Hän havaitsi, että galaksit muodostuivat varhaisen maailmankaikkeuden kvanttivaihteluista. Vuoden 2016 Pride of Britain Awards -palkinnolla Hawking sai elinikäisen palkinnon "panoksestaan ​​tieteeseen ja brittiläiseen kulttuuriin". [414] Saatuaan pääministeri Theresa Mayn palkinnon Hawking pyysi humoristisesti, ettei hän pyydä hänen apua Brexitissä. [414]

Mitali tiedeviestinnästä

Hawking oli Starmus-festivaalin neuvottelukunnan jäsen, ja hänellä oli merkittävä rooli tiedeviestinnän tunnustamisessa ja edistämisessä. Stephen Hawkingin mitali tiedeviestinnästä on vuonna 2016 aloitettu vuosipalkinto, jonka tarkoituksena on kunnioittaa taideyhteisön jäseniä panoksista, jotka auttavat lisäämään tietoisuutta tiedosta. [415] Vastaanottajat saavat mitalin, jossa on Aleksei Leonovin muotokuva Hawkingista, ja toinen puoli edustaa kuvaa Leonovista, joka suorittaa ensimmäisen avaruuskävelyn, sekä kuvan "Red Specialista", Queen-muusikon ja astrofysiikan Brian Mayn kitarasta. (musiikin ollessa Starmus-festivaalin toinen pääkomponentti). [416]

Starmus III -festivaali vuonna 2016 oli kunnianosoitus Stephen Hawkingille, ja kaikkien Starmus III -luentojen kirja "Horisontin ulkopuolella" oli myös omistettu hänelle. Ensimmäiset festivaalilla jaettujen mitalien saajat valitsi Hawking itse. He olivat säveltäjä Hans Zimmer, fyysikko Jim Al-Khalili ja tiededokumentti Hiukkaskuume. [417]


Minun kaupunkini (Chicago on)

Vaikka Chicago ei ole kaikkein väkivaltaisin kaupunki maa, sillä on arvokasta tietoa ilmoitetusta rikollisuudesta, naapuruston pilaantumistasoista, säästä ja muusta mikrotieteellisestä tiedosta, mikä tekee siitä erinomaisen valinnan tällaiselle tutkimukselle. Yhdistämällä vuosina 2001--2012 kerätyt tiedot kirjoittajat pystyivät vertailemaan rikollisuuden muutosta myrskyssä ja myötätuulessa useilla suurilla moottoriteillä - nimittäin I-90, I-94, I-290, I-55 ja I-57 - päivittäin, samalla kun valvotaan muita tekijöitä, kuten lämpötilaa, joiden tiedetään myös vaikuttavan rikollisuuteen.

Tutkimuksessa jätettiin pois alueet lähellä useita interstatiota, mukaan lukien keskusta, ja kaupungin ääripäät, kuten O'Haren kansainvälinen lentokenttä, jotta vältytään liian meluisilta tiedoilta. Tiedot päivistä, jolloin tuuli ei ollut kuusikymmentä astetta linjasta, joka on kohtisuora valtioiden väliseen, suljettiin myös pois. Tärkeää on, että harkittujen päätiöiden lukumäärä tarkoittaa, että tiedot sisältävät alueet, jotka sisältävät kaikki sosioekonomiset tasot.

Kirjoittajat esittävät esimerkin mittauksista lähiöille lähellä I-290: ta, itä-länsi-tietä, joka yhdistää keskustan Oak Parkin esikaupunkiin:

"Saasteellisen vaikutuksen arvioimiseksi pilaantumisen vaikutuksesta rikollisuuteen verrataan rikoksia I-290: n pohjoispuolella I-290: n eteläpuolelle päivinä, jolloin tuuli puhaltaa ortogonaalisesti osavaltioiden välillä. Päivänä, jolloin tuuli puhaltaa etelästä pilaantuminen vaikuttaa I-290: n pohjoispuolelle ja päinvastoin. Pohjimmiltaan valtioiden välinen puoli, josta tuuli puhaltaa, hallitsee päivittäistä havaitsematonta vaihtelua sivuvariantin rikollisessa toiminnassa, jota johtaa esimerkiksi sää. "

Kaiken kaikkiaan tuulen aiheuttaman pilaantumisen vaikutus väkivaltaisiin rikoksiin (henkirikokset, pahoinpitelyt jne.) Lisääntyi suunnilleen kahden prosentin lisäyksellä alueiden myötätuulen puolella.

Ei ollut johdonmukaista vaikutusta omaisuusrikoksiin, kuten varkauksiin tai murtovarkauksiin. Ajoreiteistä pidemmillä ja siten vähemmän pilaantuneilla alueilla vaikutukset vähenivät. Vaikutus oli merkittävin myös silloin, kun sää oli tarpeeksi mukava olla ulkona, mikä mahdollisesti sai ihmiset lähtemään ulos, mikä puolestaan ​​altisti heitä enemmän ilmansaasteille.

Kirjoittajat eivät tutkineet mahdollisia pitkäaikaisia ​​vaikutuksia osittain siksi, että rikollisuuden taso ja saastumisaste Chicagossa laskivat tutkimuksessa tarkasteltuna ajanjaksona.


Astro 101: mustat reiät

Mikä on musta aukko? Onko niitä todella olemassa? Kuinka ne muodostuvat? Kuinka ne liittyvät tähtiin? Mitä tapahtuisi, jos putoaisit yhteen? Kuinka näet mustan aukon, jos ne eivät lähetä valoa? Mitä eroa on mustalla aukolla todella tummalla tähdellä? Voisiko hiukkaskiihdytin luoda mustan aukon? Voiko musta aukko olla myös mato reikä tai aikakone? Astro 101: Black Holes -tutkimuksessa tutkitaan mustien aukkojen taustalla olevia käsitteitä. Mustien aukkojen teeman avulla opit tähtitieteen, suhteellisuusteollisuuden ja kvanttifysiikan perusideat. Kurssin suorittamisen jälkeen voit: • Kuvata mustien aukkojen olennaiset ominaisuudet. • Selitä viimeaikainen musta aukko -tutkimus selkeällä kielellä ja sopivilla analogeilla. • Vertaa populaarikulttuurin mustia aukkoja nykypäivän fysiikkaan erottaaksesi tieteelliset tosiseikat tieteiskirjallisuudesta. • Kuvaa fyysisten peruskäsitteiden, mukaan lukien painovoima, erityinen ja yleinen suhteellisuusteoria sekä kvanttimekaniikka, soveltamista raportoituihin tieteellisiin havaintoihin. • Tunnista erityyppiset tähdet ja erota, mistä tähdistä voi tulla mustia aukkoja.• Erota mustien aukkojen tyypit ja luokittele kukin tyyppi havaittuihin tai teoreettisiin. • Kuvaile kunkin mustan aukon tyypin muodostumisteorioita. • Tunnista eri tapoja havaita mustat aukot ja sopivat tekniikat, jotka liittyvät kuhunkin havaintomenetelmään. • Tee yhteenveto mustan aukon tutkijoiden kohtaamista pulmista nykytieteessä.

Получаемые навыки

Gravitaatio, suhteellisuusteoria, fysiikka, tähtitiede, musta reikä

Рецензии

Vie aikaa loppuun, mutta silti mielenkiintoinen ja varmasti sen arvoista. Jos olet avaruusharrastaja, tämä varmasti jättää sinut kaipaamaan lisää tietoa. Ei lainkaan tylsää. Kiitos ohjaajille.

Erinomainen kohta amatööri-tähtitieteilijöille, jotta he saisivat käsityksen taustalla olevasta astrofysiikasta siirtymättä liikaa teknisiin ominaisuuksiin ja upeisiin viitteisiin pitääkseen sinut kiinni kurssista.

Mitä on mustassa aukossa? Tämä moduuli alkaa tutkia mustan aukon fysiikan teoreettista puolta. Saat perustiedot kvanttimekaniikan ja termodynamiikan aiheista tarkoituksena ymmärtää kentän jättiläisten nykyisiä mustia aukkoja koskevia keskusteluja.

Преподаватели

Sharon Morsink

Текст видео

[ÄÄNI] Toistaiseksi kvanttimekaniikka näyttää melko oudolta, okei? Niels Bohr, joka on vastuussa vetyatomin planeettamallista, sanoi kerran, kuka tahansa, jota kvanttiteoria ei järkytä, ei ole ymmärtänyt sitä. No, niin voi olla, toinen kuuluisa fyysikko Richard Feynman sanoi kerran, luulen voivani sanoa turvallisesti, ettei kukaan ymmärrä kvanttimekaniikkaa. Nyt Feynman ei tarkoittanut, että kvanttimekaniikka on hyödytön teoria, mutta että kvanttimaailma käyttäytyi niin oudosti makroskooppiseen maailmaamme verrattuna, ettei inhimillisiin intuitioihimme voida luottaa ennustamaan mitä tapahtuu. Kvanttitunnelointi on vain yksi esimerkki siitä, kuinka outoa kvanttimekaniikka voi olla. Kuinka pienet hiukkaset voivat kadota seinän yhdeltä puolelta ja ilmestyä vain toiselle puolelle? No, jos muistelemme edellisestä oppitunnistamme, emme tiedä tarkalleen missä hiukkaset ovat epävarmuusperiaatteen seurauksena. Jos emme tiedä tarkalleen missä jokin on, mistä seinä voisi tietää myöskään? Se on kvanttitunneloinnin perusperiaate. Tämä määrittelemättömyys tai epävarmuus voi johtaa moniin lopputuloksiin. Mutta kvanttitunnelointi liittyy mustien aukkojen prosessiin, jota kutsutaan Hawking-säteilyksi. Joten meidän on ymmärrettävä se jatkaaksemme. Kuten aiemmin näimme, yksi kvanttimekaniikan perussuhteista on Heisenbergin epävarmuusperiaate. Käytännössä siinä todetaan, että riippumatta siitä, kuinka tarkkoja instrumentointimme on, suoritettavien kokeiden tuloksia rajoitetaan aina vähintään h bar / 2: lla. Mutta se ei vain instrumenttimme, vaan koko maailmankaikkeus tottelee tämä epävarmuusperiaate. Epävarmuusperiaatteella on tärkeä merkitys ajatellessamme tyhjiötä. Normaalisti ajattelet tyhjiötä tyhjänä, tilana, josta puuttuu täysin minkäänlainen materiaali, aine ja energia. Kvanttimekaniikan yhteydessä se ei yksinkertaisesti voi olla totta. Koska jos ei ole mitään, se merkitsisi varmuutta, varmuutta siitä, että tyhjiössä ei ole energiaa tai massaa. Jos olet varma, että tyhjiössä ei ole energiaa, niin sanot, että epävarmuus energiadeltassa e on 0. Heisenbergin epävarmuusperiaatteen energia-ajan versio kuitenkin sanoo, että delta E kertaa delta t on suurempi kuin tai yhtä suuri kuin h bar jaettuna 2: lla. Pohjimmiltaan et voi koskaan olla täysin varma siitä, että sinulla on todellinen tyhjiö, koska delta E: n on oltava suurempi kuin 0. Epävarmuusperiaate kertoo meille, että mielestämme tyhjiöllä on todellakin, lyhyitä ajanjaksoja, hiukkaset ilmestyvät ja katoavat. Tätä kvanttinäkymää alipaineesta kutsutaan joskus kvanttivaahdoksi. Yleensä epävarmuusperiaate on merkityksetön jokapäiväisessä elämässä. Emme koskaan mittaa asioita niin tarkasti, että törmäämme tällaiseen rajaan. Mutta entä jos lähennämme sen sijaan kvanttimaailmaan, mitä epäilet meidän näkevän? Kutistukoon & # x27s avaruusulottuvuuksissa suunnilleen atomin kokoon ja aikaulottuvuuteen niin, että elämme nanosekunnin ajan kuin ne olisivat sekunteja. Jo voit nähdä, että avaruus itsessään on outoa kvanttimittakaavassa. Tutkijat kutsuvat tätä sotkua kvanttivaahdoksi. Tämä on taiteilijan & # x27s kuva kvanttivaahdosta. Ja kuten näette, vaahto näyttää vaahtoavan aktiivisuudella. Mitä täällä tapahtuu? Koska olemme pienentäneet itseämme avaruudessa ja ajassa, elämme kylmässä todellisuudessa siitä, mitä epävarmuusperiaate noudattaa maailmankaikkeudessa, paremman termin, epävarmuuden puuttuessa. Täällä täällä vaahto voi olennaisesti olla mitä tahansa, protoni-antiprotonipari täällä, elektronimuuni-neutriinon takertuminen sinne. Kvanttivaahto saattaa jopa tuottaa pieniä madonreikiä. Niin kauan kuin nämä lajit kestävät vain lyhyen aikaa, niillä voi olla paljon energiaa. Fyysikot kutsuvat kvanttivaahdossa syntyneitä hiukkasia virtuaalihiukkasiksi. Koska kaikin tavoin niitä on olemassa niin lyhyen ajan, että me klassisessa maailmassa tuskin mitataan niiden olemassaoloa. Voimme lainata energiaa maailmankaikkeudesta niin kauan kuin maksamme sen takaisin nopeasti. Joten nyt voimme kysyä, mitä tapahtuu, jos laitamme mustan aukon lähelle ja lähennämme kvanttimaailmaa tapahtumahorisontin rajalla? Vedetäänkö virtuaalisia hiukkasia tapahtumahorisontin yli? Klassisesti me sanomme ei. Ensinnäkin, kvanttivaahto ei ole seurausta klassisista teorioista, kuten yleisestä suhteellisuudesta. Mutta kun otetaan huomioon sen olemassaolo, olemme yleensä sitä, että virtuaaliset hiukkaset eivät kestä tarpeeksi kauan pudotakseen sisään. Meidän on kuitenkin myös harkittava hiukkasen sijaintia, koska tällöin tottelemme kvanttimekaniikan lakeja. Joten tässä olemme kvanttivaahdon virtuaalihiukkasten joukossa, ja tämä musta alue on mustan aukon tapahtumahorisontti. Katsotaanpa, voimmeko kiinnittää elektronin ja sen antihiukkasen, positronin, kun ne tulevat esiin kvanttivaahdosta. Tätä hiukkasparia kutsutaan positroniumiksi, koska se on olemassa, vaikkakin väliaikaisesti, lähes atomina, kunnes maailmankaikkeus päättää, että sen aika on lopussa. Ja se katoaa takaisin kvanttivaahtoon. Mutta tässä oleva kaavio ei näytä täydellistä kuvaa, koska kuvan elektronilla ja positronilla on selvät sijainnit. Jos piirrämme tämän oikein, jokaisella olisi paljon suurempi todennäköisyystiheys, toisin sanoen alueet, joilla hiukkasia todennäköisesti esiintyy. Todennäköisyystiheydet, joille on tunnusomaista aaltofunktio, ovat paikkoja, joissa on todennäköisesti hiukkasia. Joten esimerkiksi positronium, on 100% mahdollisuus, että löydämme heidät tämän rajan sisäpuolelta. Mutta katsokaa, miten olemme piirtäneet tämän, meillä on hyvät mahdollisuudet löytää sininen hiukkanen paitsi tapahtumahorisontin rajalta myös kokonaan sen sisältä. Se voi olla hieman hölmö, luulet. Hiukkaset, antihiukkaset ovat syntyneet. Ja ennen kuin he voivat maksaa energiansa maailmankaikkeudelle, yksi heistä katosi mustaan ​​aukkoon. Joten nyt olemme suolakurkkua. Tarvitsimme sinisen hiukkasen tuhoamaan punainen. Mutta sen sijaan nyt meillä on vain punainen jäljellä ilman kumppania. Ja se ei halua pitää kiinni. Pohjimmiltaan, mitä olet juuri nähnyt, on Hawking-säteily, prosessi, jolla hiukkaset voivat tavallaan paeta mustasta aukosta. Kun hiukkanen, hiukkasten pari ponnahtaa ulos kvanttivaahdosta, aivan mustan aukon rajalla, lähtevä hiukkanen todella varastaa energiaa mustan aukon järjestelmästä. Sen ei tarvitse maksaa maailmankaikkeutta takaisin tuosta energiasta, sen sijaan musta aukko joutui maksamaan yhtälön osasta. Tämä ei tarkoita vain sitä, että hiukkaset näyttävät tulevan tapahtumahorisontista, vaan myös sitä, että kvanttimekaniikka antaa mustien aukkojen haihtua hitaasti. Joten on melko ilmeistä, että kvanttimekaniikka voi tehdä melko outoja juttuja. Ne voivat repiä massiiviseen mustaan ​​aukkoon, kunnes mitään ei jää. Seuraavissa oppitunneissa kehitämme käsityksen tästä käsitteestä tutkimalla mustan aukon lämpötilaa, sen entropiaa ja lopulta määritämme, kuinka kauan mustan aukon on elettävä kvanttimekaniikan edessä.


Stephen Hawking, 1942–2018

Kirjoittaja: Monica Young 14. maaliskuuta 2018 14

Lähetä tällaiset artikkelit postilaatikkoosi

Stephen Hawking, tunnettu fyysikko, kuuluisa tiedeviestinnän tekijä ja kaikkialla inspiroiva inspiraatio, on kuollut 76-vuotiaana.

Stephen Hawking puhuu yleisölle Koillis-yliopistossa vuonna 1991.
S & amp: Kelly Beatty

Professori Stephen William Hawking kuoli aamulla 14. maaliskuuta 2018 kotonaan Cambridgessa, Iso-Britanniassa. Hän oli 76.

Fyysikosta tullut kansainvälinen kuvake vietti vuosikymmeniä vasten odotuksia sen jälkeen, kun hän oli vuonna 1963 diagnosoinut Lou Gehrigin taudin. Hän asui huomattavan täyteen elämäänsä loistavan fysiikan ja tiedeviestinnän uralla, ja kolme lasta, Robert, Lucy, Timothy ja kolme lastenlasta, selviävät siitä.

Hawking syntyi 8. tammikuuta 1942 Oxfordissa, Englannissa. Vaikka hänellä oli luonnollista älykkyyttä (koulukaverinsa lempinimellä "Einstein"), hän ei soveltanut itseään alkuvuosina, yleensä sijoittuen luokkiensa alempaan päähän. Mutta tiede kiehtoi häntä ja jätti nälän ymmärtää maailmankaikkeutta. Tämä varhainen kiinnostus toimi inspiraationa, joka johti siihen, että hän sai stipendin Oxfordin yliopistollisessa yliopistossa, jossa hän opiskeli fysiikkaa ja valmistui arvosanoin. Hän jatkoi tutkijakoulua Cambridgen yliopistossa, jossa hän opiskeli kosmologiaa ja julkaisi vuonna 1966 opinnäytetyön nimeltä "Laajentuvien universumien ominaisuudet". Hawkingista tuli tutkija Cambridgessa valmistumisensa jälkeen ja hän pysyi stipendiaattina loppuelämänsä ajan.

Silti se tapahtui tänä aikana, vuonna 1963, jolloin Hawkingille diagnosoitiin 21-vuotiaana amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS, joka tunnetaan myös nimellä Lou Gehrigin tauti). ALS on motorinen neuronitauti, ryhmä häiriöitä, jotka vaikuttavat aivojen ja selkäytimen hermoihin. Kun kehon lihakset lakkaavat vastaanottamasta viestejä aivoista, ne heikentyvät ja hukkaantuvat.

Diagnoosi oli tuhoisa, koska Hawkingille kerrottiin tuolloin, että hänellä olisi yksi, ehkä kaksi vuotta elää oireiden alkamisen jälkeen. Vuosikymmeniä myöhemmin lääkärit tajuavat, että tauti näyttää etenevän eri tavalla nuoremmilla potilailla. Siitä huolimatta Hawking jatkoi lääkäriyhteisön yllätystä loppuun asti: "En ole tietoinen ketään muuta, joka olisi selvinnyt [ALS: n] kanssa niin kauan", Nigel Leigh, kliinisen neurologian professori King's College Londonista kertoi. British Medical Journal vuonna 2002.

Sen sijaan, että diagnoosi hidastaisi häntä, diagnoosi vain kannusti häntä. Hawking keskittyi tutkimuksiinsa enemmän kuin koskaan ennen. Hänen myydyin Lyhyt ajan historia, Hawking totesi, että vuonna 1965 "... oli kulunut kaksi vuotta, enkä ollut kovin pahempi. Itse asiassa asiat menivät melko hyvin minulle. . . ”

Tuona vuonna Hawking oli kihloissa menemään naimisiin "erittäin mukavan tytön", nimeltään Jane Wilde, jonka hän oli tavannut yliopiston juhlissa vuonna 1962. Tarvitsen työpaikkaa ja siten ensin tohtorin tutkintoa, hän oli tekemässä opinnäytetyötä kun hän törmäsi Roger Penrosen (sitten Birkbeck Collegessa Lontoossa) työhön. Penrose oli käyttänyt matemaattisia kaavoja osoittaakseen, että oman painovoimansa alla romahtavan tähden on tultava singulariteetiksi avaruudessa. Ei kestänyt kauan, kun Hawking heitti nämä yhtälöt ajassa taaksepäin, mikä osoittaa, että laajenevan maailmankaikkeuden on oltava peräisin Big Bang -insulariteetista.

Musta reikä: Ei niin musta

Hawkingin kiinnostus singulariteetteihin johti luonnollisesti mustiin reikiin. Vaikka ALS laittoi hänet pyörätuoliin vuoteen 1969 mennessä, Hawking oli koonnut yhteen ideat, jotka antoivat hänelle maineen: Hawkingin säteily.

Hawking tapahtui ei-niin mustien mustien aukkojen ideaan nähden, kun hän kiisti Princetonin opiskelijan Jacob Bekensteinin esittämän idean. Termodynamiikan toinen laki kertoo meille, että minkä tahansa suljetun järjestelmän häiriö lisääntyy ajan myötä. Yleisen suhteellisuusteeman yhtälöt kertovat meille myös, että musta aukko on tapahtumahorisontti, säde, joka mittaa ”paluutonta pistettä” singulariteetin ympärillä, kasvaa vain, kun musta aukko ruokkii ainetta. Joten Bekenstein ehdotti, että mustan aukon tapahtumahorisontti oli sen entropian mitta, koska molemmat kasvavat ajan myötä. Vuonna 1972 Hawking väitti, että tämä suhde ei voisi olla totta, koska mustat aukot eivät säteile. Kuten hän toteaa Lyhyt ajan historia, "... kirjoittaessani tätä paperia minua motivoi osittain ärsytys Bekensteinin suhteen."

Vain, Hawking huomasi pian mustat aukot tehdä säteilevät ja tavalla, joka on täsmälleen termodynamiikan toisen lain mukainen. Vuonna 1974 Hawking muodosti tämän ymmärryksen liittämällä yleisen suhteellisuusteorian singulariteetit kvanttimekaniikan erityiseen käsitykseen siitä, että tyhjiö ei ole tyhjä. Pikemminkin tyhjä tila näyttää kvanttiepävarmuuden ansiosta oikeastaan ​​sekunnin murto-osan olemassa olevien virtuaalihiukkasten kylpy. Hiukkaset eivät voi tulla tyhjästä, joten nämä virtuaaliset hiukkaset tulevat pareittain, toisella positiivisella ja toisella negatiivisella energialla.

Hawking tajusi, että mustan aukon läsnä ollessa valtava painovoimakenttä lainaa näille tyhjiöhiukkasille energiaa, mikä tekee niistä todellisia. Jos joku putoaa mustaan ​​aukkoon, sen kumppani voi paeta. Kaukaiselle tarkkailijalle kerran virtuaalinen hiukkanen näyttää lähtevän itse mustasta aukosta. Ja musta aukko itsessään näyttäisi menettävän pienen massan.

Hawking-säteily tapahtuu, kun kaksi virtuaalista hiukkasia ilmestyy lähellä mustan aukon tapahtumahorisonttia. Mustan aukon vuorovesi painovoima vetää parin erilleen ja lisää niiden energiaa siten, että niistä tulee todellisia, pitkäikäisiä hiukkasia. Jos yksi hiukkanen putoaa mustaan ​​aukkoon, toinen voi paeta ja kuljettaa osan mustan aukon energiasta / massasta.
S & amp: Gregg Dindermann

Outoa, että tämä Hawking-säteily riippuu mustan aukon massasta päinvastoin kuin luulisi: tähtimassan mustan aukon haihtuminen vie 10 66 vuotta, vain vähän kauemmin kuin maailmankaikkeuden ikä (joka on 10 10 vuotta, karkeasti ottaen). Hawking-säteily voisi havaita vain mikroskooppiset, ehkä alkeelliset mustat aukot - teoriassa joka tapauksessa, koska sitä ei ole vielä tehty.

Mutta Hawkingin säteily ei ollut niin tärkeää käytännön havainnoille kuin mitä fysiikalle yleensä tarkoitti. Mustat aukot voivat ruokkia mitä tahansa ainetta - kaasua, tähtiä, tiskialusta - joten niissä on uskomattoman paljon tietoa. Kuten Hawking kertoi minulle Harvardin yliopiston Black Hole Initiativen vihkimisen yhteydessä huhtikuussa 2016, "[mustat aukot] ovat kaikkein tehokkaimpia kiintolevyjä. Kaikki Googlen tietopankkien tiedot tallennettaisiin mustaan ​​aukkoon, joka on pienempi kuin tuuman miljoonasosa miljoonasosa. Se, kuinka he pystyvät tallentamaan niin paljon tietoa, on yksi maailmankaikkeuden suurimmista mysteereistä, jonka selvittämiseksi teemme nyt kovasti töitä. " Silti, jos Hawking-säteily on todellista, kaikki nämä tiedot lähetetään lopulta tietämättömien hiukkasten mereen. Toisin sanoen mustat aukot voivat tuhota itse tiedon. Tämä ajatus, jonka Hawking julkaisi vuonna 1981, aiheutti paljon enemmän kiistoja kuin Hawkingin säteilyn ajatus. Jopa nyt fyysikot kamppailevat edelleen ymmärtääkseen seuraukset paitsi mustien aukkojen, myös kvanttimekaniikan ja yleisen suhteellisuusteorian taustalla olevien perusohjeiden suhteen.

Maine ja tulevaisuus

Vuonna 1985 Hawking kärsi infektiosta, joka johti trakeotomiaan, menettelyyn, joka pelasti hänen henkensä, mutta maksoi hänelle kyvyn puhua. Hänestä tuli täysin riippuvainen tietokoneistetusta äänijärjestelmästä, jota ensin hallitsivat sormet, ja vuonna 2008, kun hermo, joka antoi hänen peukalonsa liikkua, hajosi, lihas poskessa.

Nämä takaiskut eivät asettaneet häntä takaisin - hän julkaisi vuonna 1988 Lyhyt ajan historia, tutkimus yleisen suhteellisuusteollisuuden, kvanttimekaniikan sekä maailmankaikkeuden alkuperän ja rakenteen monimutkaisuudesta. Se pysyi Sunday Times -myydyimpien listalla 237 viikkoa ja sen on arvioitu myyvän 10 miljoonaa kappaletta yli 40 kielellä. Peruskäsitteiden selkeät, usein nokkelat kuvaukset antoivat hänelle kansainvälistä mainetta, ja myöhemmin hän esiintyi vieraana Star Trek: seuraava sukupolvi vuonna 1993 ja Alkuräjähdysteoria vuonna 2012 sen lisäksi, että hän esiintyi Lontoon 2012 paralympialaisten avajaisissa.

Hänen henkilökohtainen elämä muuttui myrskyisäksi hänen maineensa jälkeen: hän erosi Janesta, 25-vuotiaasta vaimostaan ​​vuonna 1990, ja he erosivat vuonna 1995. Hän avioitui kertaluonteisen sairaanhoitajansa Elaine Masonin kanssa samana vuonna, mutta he erosivat vuonna 2006. Siitä huolimatta , Jane ja Stephen Hawking ylläpitivät hyviä työsuhteita. Janen omaelämäkerta, otsikko Matkustaminen äärettömyyteen: Elämäni Stephenin kanssa, johti vuoden 2014 elokuvaan, joka juhli Hawkingin elämää, Kaiken teoria. Eddie Redmayne voitti Oscarin roolistaan ​​Hawkingina.

Maine on saattanut tuoda jonkin verran turbulenssia Hawkingin elämään, mutta se toi myös etujaan. 26. huhtikuuta 2007 Hawkingilla oli tilaisuus lentää NASAn KC-135: tä, muunnettua suihkukonetta, jota kutsutaan hellästi Vomit Cometiksi saavuttaakseen neljä minuuttia painottomuutta.

"Mahdollisuus kellua vapaasti nolla-g: ssä on upea", Hawking sanoi ennen lentoa edeltävässä tiedotustilaisuudessa. "Haluan osoittaa yleisölle, että kuka tahansa voi osallistua tällaiseen painottomaan kokemukseen."

Stephen Hawking nautti nollapainosta lennon aikana muunnetulla Boeing 707 -koneella, joka tunnetaan nimellä KC-135 tai yleisemmin Vomit Comet.
NASA

Itse asiassa myöhempinä vuosina Stephen Hawking alkoi puolustaa ihmiskunnan siirtymistä tähtiin, lähinnä hänen huolestuneisuutensa vuoksi ilmaston lämpenemisestä, ylikansoituksesta ja epidemioista, puhumattakaan "tekoälyn" lisääntymisestä. Osana edunvalvontaa Hawking auttoi käynnistämään Breakthrough Initiatives -sovelluksen vuonna 2015 ja oli jäsenenä Breakthrough Starshot -hankkeessa, joka perustettiin vuonna 2016 ja jonka suunnitelmat vierailivat lähimmässä tähtijärjestelmässä, Alpha Centaurissa.

Breakthrough Starshotin julkaisun yhteydessä Hawking puhui rajojen ylittämisestä sanoen: "Luonto kiinnittää meidät maahan. Mutta lentin vain Amerikkaan. Luonto kieltää minua puhumasta. [Tauko.] Mutta tässä olen. ”

Ystävät ja kollegat ovat osoittaneet kunnioitusta Stephen Hawkingille tänään. Neil de Grasse Tyson sanoi Twitterissä: "Hänen kuolemansa on jättänyt henkisen tyhjiön hänen jälkeensä. Mutta se ei ole tyhjä. Ajattele sitä eräänlaisena tyhjiöenergiana, joka läpäisee avaruusajan kudoksen.Stephen Hawking, RIP 1942-2018. "

NASAn pääjohtaja Robert Lightfoot antoi myös lausunnon, jossa sanottiin: "Maailma menetti tänään miesten joukossa jättiläisen, jonka vaikutuksia ei voida yliarvioida. . . . Hänen menetyksensä tunnetaan kaikkialla maailmassa kaikesta, mitä hän inspiroi työstään ja henkilökohtaisesta tarinastaan ​​sinnikkyydestä. "

Mutta meille on ehkä parasta jättää Hawkingin, intohimoisen puolestapuhujan, joka ymmärtää meitä kaikkia hallitsevia yleismaailmallisia lakeja, sanat.

”Haluan jakaa innostukseni ja innostukseni tästä tehtävästä. Muista siis katsoa ylös tähtiin, älä alas jalkoihisi. Yritä ymmärtää mitä näet ja ihmettelet, mikä saa universumin olemaan olemassa. Ole utelias, ja kuinka vaikea elämä tuntuukaan, voit aina tehdä jotain ja onnistua siinä. On tärkeää, ettet vain anna periksi. "


Professori Stephen Hawking 1942-2018

Cambridgen yliopiston ystävät ja kollegat ovat osoittaneet kunnioitusta professori Stephen Hawkingille, joka kuoli 14. maaliskuuta 2018 76-vuotiaana.

Hänet pidetään laajalti yhtenä maailman loistavimmista mielistä, ja hänet tunnettiin kaikkialla maailmassa panoksestaan ​​tieteeseen, kirjoistaan, televisioesityksistään, luennoistaan ​​ja elämäkerrallisista elokuvistaan. Hän jättää kolme lasta ja kolme lastenlasta.

Professori Hawking rikkoi uuden perustan maailmankaikkeutta hallitseville peruslakeille, mukaan lukien ilmoitus siitä, että mustilla aukoilla on lämpötila ja tuottavat säteilyä, joka nyt tunnetaan nimellä Hawking-säteily. Samalla hän yritti myös selittää monia näistä monimutkaisista tieteellisistä ideoista laajemmalle yleisölle suosittujen kirjojen kautta, etenkin hänen bestsellerinsä. Lyhyt ajan historia.

Hänelle myönnettiin CBE vuonna 1982, hänestä tuli kunniajäsen vuonna 1989, ja hänelle myönnettiin Yhdysvaltain presidentin mitali vapaudesta vuonna 2009. Hän sai lukuisia palkintoja, mitaleja ja palkintoja, mukaan lukien Royal Societyn Copley-mitali, Albert Einstein -palkinto, Royal Astronomical Societyn kultamitali, Fundamental Physics -palkinto ja BBVA Foundation Frontiers of Knowledge -palkinto perustieteille. Hän oli Royal Societyn jäsen, Paavillisen tiedeakatemian jäsen ja Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian jäsen.

Hän saavutti kaiken tämän huolimatta vuosikymmeniä kestäneestä taistelumoottorihermosairaudesta, jonka kanssa hänet diagnosoitiin opiskelijana, ja johti lopulta siihen, että hänet suljettiin pyörätuoliin ja että hän kommunikoi heti tunnistettavan atk-äänensä kautta. Hänen päättäväisyytensä taistelussa hänen tilansa kanssa teki hänestä mestaruuden vammaisille ympäri maailmaa.

Professori Hawking tuli Cambridgeen vuonna 1962 tohtorikoulutettavana ja hänestä tuli Lucasian matematiikan professori, joka toimi kerran Isaac Newtonilla vuonna 1979. Vuonna 2009 hän jäi eläkkeelle ja oli Dennis Stanton Avery ja Sally Tsui Wong. - Jokainen soveltavan matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitoksen tutkimuksen johtaja kuolemaansa saakka - hän oli myös yliopiston vuonna 2007 perustaman teoreettisen kosmologian keskuksen jäsen. Hän toimi aktiivisesti tieteellisesti ja tiedotusvälineissä loppuun asti. elämää.

Cambridgen yliopiston varakansleri professori Stephen Toope kunnioitti sanoen: "Professori Hawking oli ainutlaatuinen yksilö, joka muistetaan lämpimästi ja hellästi paitsi Cambridgessa myös kaikkialla maailmassa. Hänen poikkeuksellinen panoksensa tieteelliseen tietoon sekä tieteen ja matematiikan popularisointiin on jättänyt pysyvän perinnön. Hänen hahmonsa oli inspiraatio miljoonille. Hänet kaipaan paljon. ”

Stephen William Hawking syntyi 8. tammikuuta 1942 Oxfordissa, vaikka hänen perheensä asui tuolloin Pohjois-Lontoossa. Vuonna 1959 perhe muutti St Albansiin, missä hän osallistui St Albans Schooliin. Huolimatta siitä, että opettajat luokittelivat hänet aina luokkansa alempaan päähän, koulun ystävät lempinimeltään "Einstein" ja näyttivät kannustaneen häntä kiinnostumaan luonnontieteisiin. Hänen omin sanoin "fysiikka ja tähtitiede tarjosivat toivoa ymmärtää mistä olemme tulleet ja miksi olemme täällä. Halusin ymmärtää maailmankaikkeuden syvyyden. "

Hänen kunnianhimonsa toi hänelle stipendin University College Oxfordiin luonnontieteiden lukemiseen, jossa hän opiskeli fysiikkaa ja valmistui ensimmäisen luokan arvosanoin.

Sitten hän muutti Trinity Hall Cambridgeen ja häntä ohjasi Dennis Sciama soveltavan matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitokselta hänen väitöskirjaansa varten. Väitöskirjansa nimi oli '' Laajentuvien universumien ominaisuudet ''. Vuonna 2017 hän teki väitöskirjansa vapaasti saataville yliopiston kautta Cambridgen avoimen pääsyn arkistosta. Opinnäytetyön lataaminen on ollut yli miljoona, mikä osoittaa professori Hawkingin ja hänen akateemisen perintönsä jatkuvan suosion.

Valmistuttuaan tohtoriksi hänestä tuli tutkija Gonvillessa ja Caius Collegessa, jossa hän pysyi stipendiaattina loppuelämänsä ajan. Varhaisina vuosina Cambridgessa Roger Penrose vaikutti häneen ja kehitti singulariteettilauseet, jotka osoittavat, että maailmankaikkeus alkoi Suuresta Bangista.

Kiinnostus singulariteetteihin johti luonnollisesti kiinnostukseen mustiin reikiin, ja hänen myöhempi työnsä tällä alalla loi perustan mustien aukkojen nykyaikaiselle ymmärtämiselle. Hän osoitti, että kun mustat aukot sulautuvat, viimeisen mustan aukon pinta-alan on ylitettävä alkuperäisten mustien aukkojen pinta-ala, ja hän osoitti, että tämä asettaa rajoituksia energiamäärälle, jonka gravitaatioaallot voivat kuljettaa sisään tällainen sulautuminen. Hän havaitsi, että termodynamiikan lakien ja mustien aukkojen käyttäytymisen välillä on vedettävä yhtäläisyyksiä. Tämä johti lopulta vuonna 1974 siihen ilmoitukseen, että mustilla aukoilla on lämpötila ja tuottavat säteilyä, joka nykyisin tunnetaan nimellä Hawking-säteily, löytö, joka mullisti teoreettisen fysiikan.

Hän tajusi myös, että mustilla aukoilla on oltava entropia - jota kuvataan usein mittauksena siitä, kuinka paljon häiriötä tietyssä järjestelmässä esiintyy - yhtä suuri kuin neljäsosa heidän tapahtumahorisontinsa pinta-alasta: - "ei palaa" -kohtaa, jossa mustan aukon painovoima vetää niin voimakkaan, että paeta on mahdotonta. Joitakin neljäkymmentä parittomia vuosia myöhemmin tämän entropian tarkka luonne on edelleen palapeli. Nämä löydöt johtivat kuitenkin siihen, että Hawking muotoili "tietoparadoksin", joka havainnollistaa kvanttimekaniikan ja gravitaatiofysiikan ymmärryksemme välisen perustavanlaatuisen ristiriidan. Tämä on luultavasti suurin mysteeri, jota teoreettiset fyysikot kohtaavat nykyään.

Mustien aukkojen ja kosmologian ymmärtäminen edellyttää, että kehitetään kvanttigravitaation teoria. Kvanttigravitaatio on keskeneräinen projekti, jossa yritetään yhtenäistää yleinen suhteellisuusteoria, gravitaatioteoria sekä avaruus ja aika kvanttimekaniikan ideoilla. Hawkingin työ mustien aukkojen parissa aloitti uuden luvun tässä tehtävässä, ja suurin osa hänen myöhemmistä saavutuksistaan ​​keskittyi näihin ideoihin. Hawking tunnusti, että kvanttimekaaniset vaikutukset hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa saattoivat tarjota alkupainovoiman siemeniä, joiden ympärille galaksit ja muut suuret rakenteet voisivat myöhemmin muodostua. Tätä 1980-luvun alussa muiden kanssa kehitettyä inflaatiovaihtelujen teoriaa tukee nyt vahva kokeellinen näyttö kosmisen mikroaaltotaivaan COBE-, WMAP- ja Planck-satelliittihavainnoista. Toinen vaikuttava idea oli Hawkingin ehdotus "ei rajoja", joka johtui kvanttimekaniikan soveltamisesta koko maailmankaikkeuteen. Tämän idean avulla voidaan selittää maailmankaikkeuden luominen tavalla, joka on yhteensopiva fysiikan lakien kanssa sellaisena kuin me niitä nykyisin ymmärrämme.

Professori Hawkingin vaikuttaviin kirjoihin sisältyi Avaruustilan suuri mittakaava, GFR Ellis General Relativity: Einsteinin satavuotisjuhlakysely, W Israel Superspace and Supergravity, M Rocek (1981) The Very Early Universe, G Gibbons ja S Siklos sekä 300 Vuosien painovoima, läntisen Israelin kanssa.

Kuitenkin hänen suosittu tiedekirjansa vei professori Hawkingin akateemisen maailman ulkopuolelle ja teki hänestä yleisen nimen. Ensimmäinen näistä, A Brief History of Time, julkaistiin vuonna 1988 ja siitä tuli yllätysmyydyin tuote, joka pysyi Sunday Times -myydyimpien listalla ennätyksellisen 237 viikon ajan. Myöhemmin suosittuja kirjoja olivat mustat reiät ja vauvauniversumit, maailmankaikkeus pähkinänkuoressa, ajan lyhempi historia ja lyhyt historiani. Hän teki myös yhteistyötä tyttärensä Lucyn kanssa lasten kirjojen sarjassa George-hahmosta, jolla on seikkailuja avaruudessa.

Vuonna 2014 hänen elämästään, Theory of Everything, julkaistiin elokuva. Ensimmäisen vaimonsa Jane kirjan perusteella elokuva seuraa heidän yhteisen elämänsä tarinaa ensimmäisestä tapaamisestaan ​​Cambridgessa vuonna 1964, hänen myöhemmillä akateemisilla menestyksillään ja lisääntyvällä vammaisuudellaan. Elokuva sai maailmanlaajuista suosiota, ja Stephen Hawkingia näyttelevä Eddie Redmayne voitti Oscar-palkinnon parhaaksi näyttelijäksi vuoden 2015 seremoniassa.

Matkailu oli yksi professori Hawkingin harrastuksista. Yksi hänen ensimmäisistä seikkailuistaan ​​oli tarkoitus tarttua 7,1-magnitudiseen Bou-in-Zahra -järistykseen Iranissa vuonna 1962. Vuonna 1997 hän vieraili Etelämantereella. Hän on laskenut syvyyksiä sukellusveneeseen ja kokenut vuonna 2007 painottomuuden nollapainolennon aikana, joka oli astronauttien rutiinikoulutus. Palattuaan hän kirjoitti "Space, here I come".

Kirjoittanut vuosia myöhemmin verkkosivustollaan, professori Hawking sanoi: ”Minulla on ollut motorisia hermosairauksia käytännössä koko aikuisikään. Silti se ei ole estänyt minua saamasta erittäin houkuttelevaa perhettä ja menestymästä työssäni. Olen ollut onnekas, että tilani on edennyt hitaammin kuin usein tapahtuu. Mutta se osoittaa, että toivoa ei tarvitse menettää. ”

Cambridgen konferenssissa, joka pidettiin hänen 75. syntymäpäivänsä kunniaksi vuonna 2017, professori Hawking sanoi: "On ollut loistava aika olla elossa ja tutkia teoreettista fysiikkaa. Kuvamme universumista on muuttunut paljon viimeisten 50 vuoden aikana, ja olen iloinen, jos olen antanut pienen panoksen. "

Ja hän sanoi haluavansa muiden tuntevan intohimonsa ymmärtääksemme kaikkia meitä hallitsevia yleismaailmallisia lakeja. ”Haluan jakaa innostukseni ja innostukseni tästä tehtävästä. Muista siis katsoa ylös tähtiin, älä alas jalkoihisi. Yritä ymmärtää mitä näet ja ihmettelet, mikä saa universumin olemaan olemassa. Ole utelias ja huolimatta vaikeasta elämästä voi aina tehdä jotain ja onnistua. On tärkeää, ettet vain anna periksi. "

/>
Tämän teoksen teksti on lisensoitu Creative Commons Attribution 4.0 International -lisenssillä. Katso kuvan käytöstä erilliset arvosanat yllä.


Katso video: UK expels Russian diplomats, Palestinian PM assassination attempt and Stephen Hawkings dies (Tammikuu 2022).