Помер Стівен Хокінг: Біографія великого вченого


Опубликованно 05.06.2018 05:10

Помер Стівен Хокінг: Біографія великого вченого

Фізик Стівен Хокінг помер у віці 76 років в середу, 14 березня. Цю інформацію підтвердила сім'я вченого.

“Ми глибоко засмучені тим, що наш батько сьогодні помер“, — повідомили діти Хокінга Люсі, Роберт і Тім.

Хокінг народився 8 січня 1942 року в Оксфорді (Великобританія), куди його батьки під час Другої світової війни переїхали з Лондона. Батько майбутнього фізика був медиком, а мати - економістом, вони обидва закінчили Оксфордський університет. Хокінг пішов по їх стопах, в 1962 році, закінчивши навчання на фізичному факультеті того ж університету, після чого продовжив освіту в Кембриджському університеті, де в 1966-му отримав докторську ступінь.

У 1963 році у Хокінга діагностований бічний аміотрофічний склероз. Це хронічне захворювання центральної нервової системи в подальшому призвело до практично повного паралічу вченого. У 1985 році Хокінг після запалення легенів переніс трахеостомію, внаслідок чого втратив здатність говорити. Тоді ж учений почав користуватися синтезатором мови, а з 1997 року - комп'ютером, керованим за допомогою датчика, закріпленого у мімічної м'яза щоки.

Він був одружений два рази. У 1965 році вчений одружився на студентці лінгвістичного факультету Кембриджського університету Джейн Вайлд. У подружжя народилося два сини — Роберт (в 1967-м) і Тімоті (у 1979-му), а також дочка Люсі (у 1970-му). Після більше 20 років спільного життя пара розпалася.

Другий раз Він одружився в 1995 році. Його дружиною стала доглядальниця Елайн Мейсон, з якою вчений розлучився в 2006 році.

Початок кар'єри Стівена Хокінга припав на 1960-ті роки, коли був проведений третій з класичних експериментів, який підтверджує справедливість загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна (досвід Роберта Паунда і Глена Ребки, здійснений в Гарвардському університеті, продемонстрував так зване гравітаційне червоне зміщення — зміна частоти світла при його проходженні поблизу масивного об'єкта, наприклад, зірки).

Коли остаточно стало ясно, що теорія Ейнштейна вірна, настав час для вивчення самих екзотичних наслідків: розширення Всесвіту (після Великого вибуху) і можливість існування чорних дір - об'єктів, які не можуть покинути потрапили в них тіла або випромінювання.

Великий вибух, фактично народження спостережуваного світу, і чорні діри пов'язані з гравітаційними особливостей — особливістю простору-часу, де рівняння загальної теорії відносності призводять до некоректним з фізичної точки зору рішень. Саме сингулярностям присвячені перші наукові праці Хокінга. У своїй дисертації Він застосував теореми, сформульовані його колегою, британським математиком Роджером Пенроузом, до всієї Всесвіту.

Пенроуз першим пояснив виникнення чорної діри гравітаційної сингулярністю. За Пенроузу, зірка перетворюється в чорну діру завдяки гравітаційному колапсу, що супроводжується народженням ловушечной поверхні. Теорема Пенроуза вважається першим великим математично строгим результатом теорії Ейнштейна, а внесок Хокінга полягав у тому, що він показав: Всесвіт в момент і до Великого вибуху перебувала в стані нескінченної щільності маси.

На початку 1970-х років Хокінг з Брендоном Картером і Девідом Робінсоном частково довели гіпотезу американського фізика Джона Уїлера, відому сьогодні як теорема про відсутність «волосся» у чорних дірок. Згідно з теоремою, ізольовані незаряджені чорні діри, описані в просторі-часу Шварцшильда, характеризуються двома параметрами: масою і кутовим моментом. “Волосся“ в даному випадку — всі інші параметри.

“Ця теорія до двох наступних прогнозам для Всесвіту. По-перше, кінцевою стадією еволюції масивної зірки є колапс за горизонт подій, при цьому утворюється чорна діра, всередині якої знаходиться сингулярність. По-друге, в нашому минулому існує сингулярність, яка в певному сенсі є початок спостережуваного Всесвіту“, — писали в 1973 році Хокінг і його співавтор Джон Елліс у монографії «Великомасштабна структура простору-часу».

У 1960-ті чорні діри намагалися описати не тільки за допомогою загальної теорії відносності, але і методами квантової механіки. Він пішов іншим шляхом і застосував до чорних дірок термодинаміку. Ентропія чорної діри, як встановив ізраїльський фізик Якоб Бекенштейн, пропорційна її площі. Хокінг, систематично застосовуючи термодинаміку чорних дірок, отримав точний вираз для ентропії чорної діри.

В 1970-е Хокінг відвідав СРСР і зустрівся з фізиком Яковом Зельдовичем. У бесіді з радянськими вченими він дізнався, що відомий радянський фізик Володимир Грибів вважає самим собою зрозумілим те, що чорні діри, внаслідок вакуумних флуктуацій, що можуть випромінювати фотони. На горизонті подій (поверхні, що обмежує чорну діру, проникнувши в яку частинка в класичному описі не може її залишити) утворюються пари віртуальних частинок: одна з них відлітає від чорної діри, інша — падає в неї, тим самим зменшуючи її масу.

На жаль, Грибів не опублікував з цього приводу жодної статті, тоді як Хокінг кількісно розрахував теплової спектр чорної діри. Наприклад, температура чорної діри сонячної маси - близько однієї мільйонної кельвіна. Відрізнити таку малу температуру від шуму сучасними астрономічними методами неможливо. Дослідження, присвячене випромінювання чорних дір, багато хто вважає головною роботою Хокінга.

Надалі вчений намагався дослідити чорні діри за допомогою функціонального інтеграла - надзвичайно потужного математичного апарату квантової теорії поля. На жаль, методи, дієві в квантової теорії поля, не виявилися ефективними при наївному (тобто не в рамках теорії струн) описі гравітації.

Застосовуючи квантову механіку до всієї Всесвіту відразу, Хокінг також спробував визначити її властивості хвильової функції. Вперше хвильову функцію миру і описує його рівняння розглянули американські фізики Джон Уілер і Брюс Девітт. Хокінг разом з співавтором Джеймсом Хартлі з США запропонували свою функцію, яка підпорядковується рівнянню Уїлера — Девітта. Таким чином вони спробували описати світ на допланковских масштабах. З аналізу такої хвильової функції випливало, що в момент Великого вибуху у Всесвіті було тільки простір без часу.

Концепція Хокінга і Хартлі допускає існування паралельних світів, для яких визначена єдина хвильова функція. В цьому різноманітті всесвітів демонстрована людиною дійсність — лише одна з можливих. По всій видимості, пристрій світу дещо складніше теорій Уїлера, Девітта, Хокінга і Хартлі, які передбачають існування хвильової функції Всесвіту, хоча дискусії про неї тривають досі.

Широку популярність Він отримав після того, як у квітні 1988 року була опублікована його науково-популярна книга “Коротка історія часу“. Праця, перекладений на десятки мов, виданий загальним тиражем понад 10 мільйонів примірників. Образ ученого в інвалідному кріслі, що займається дослідженням самих незвичайних властивостей Всесвіту, нікого не залишив байдужим.

У 1990-ті роки Він продовжив дослідження чорних дір, запропонувавши слабку версію принципу космічної цензури. У сильній формі твердження про те, що в просторі-часі неможливі голі, тобто не приховані від зовнішнього спостерігача, сингулярності, сформулював ще в 1973 році Пенроуз. Зокрема, для чорної діри сингулярності повинні перебувати під її горизонтом подій. Пенроуз, на відміну від Хокінга, вважає, що принцип космічної цензури виконується відразу у всьому просторі-часі.

В останні 20 років Хокінг цікавився інформаційним парадоксом чорних дір. Спочатку він стверджував, що інформація, яка переноситься потрапили в чорну діру об'єктами, не зберігається, проте потім змінив свою думку. У своїх останніх роботах Він стверджував, що інформація не втрачається, а трансформується в непридатну для використання людиною форму. Саме цьому присвячені, зокрема, дослідження, проведені спільно з Малкольмом Перрі та Ендрю Строминжером.

Дивись також останнє інтерв'ю Стівена Хокінга:



Категория: Новости