Ученый оставил после себя несколько трудов, важных для всего человечества. Среди них — новаторские работы о черных дырах и теории относительности. Его диссертация «Свойства расширяющихся вселенных» на сайте Кембриджской библиотеки пользовалась такой популярностью, что в октябре 2017 года Хокинг открыл к ней бесплатный доступ для всех желающих (ученый хотел, чтобы его исследования были доступны для всех без исключения). Мы собрали восемь самых важных открытий Стивена Хокинга, которые полностью изменили представление человека о Вселенной и себе самом.
1. Прошлое неоднозначно
По словам Хокинга, события, случившиеся в прошлом, не происходили каким-то определенным образом. Они произошли одновременно всеми возможными способами. Это связано с вероятностным характером вещества и энергии согласно квантовой механике: до тех пор, пока не найдется сторонний наблюдатель, все будет парить в неопределенности.
Далее цитата из книги «Высший замысел» (The Grand Design). Это научно-популярное произведение Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова, которое была опубликовано в 2010 году. Основная идея книги заключается в том, что Вселенная могла возникнуть и без участия бога, основываясь на физических законах.
Из книги «Высший замысел»:
— Независимо от того, какие воспоминания вы храните о прошлом в настоящее время, прошлое, как и будущее, неопределенно и существует в виде спектра возможностей.
| Кадр из фильма «Господин никто» (2009). Основная мысль фильма: пока выбор не сделан — возможно все. Герой-старик рассказывает о своей жизни, где переплетаются все возможные варианты его прошлого. Он считает, что все они реальны. |
2. Теория всего
Стивен Хокинг пришел к выводу, что «М-теория» — единственная теория, способная описать всю Вселенную разом.
Теория была предложена Эдвардом Виттеном в 1990-х годах. Он вместе с другими физиками-теоретиками обнаружил доказательства того, что различные суперструнные теории — это предельные случаи одного целого — М-теории.
Эта же теория предполагает существование огромного числа вселенных, в которых действуют физические законы, отличные от наших.
3. Излучение Хокинга, или Излучение Черных дыр
Излучение Хокинга — гипотетический процесс «испарения» черных дыр, то есть испускания разнообразных элементарных частиц (преимущественно фотонов), пишет «Российская газета». Процесс был предсказан Хокингом в 1974 году.
Стивен Хокинг, физик-теоретик и популяризатор науки (цитата по «Российской газете»):
— Когда огромная звезда сжимается, ее гравитация становится настолько сильной, что даже свет не может больше покидать ее пределы. Область, из которой ничто не может выйти, и называется «черная дыра». А ее границы называются «горизонт событий».
Понятие о черной дыре как объекте, который ничего не излучает, а может лишь поглощать материю, справедливо до тех пор, пока не учитываются квантовые эффекты.
Именно Хокинг первый изучил поведение элементарных частиц вблизи черной дыры с точки зрения квантовой механики. Он сделал открытие — частицы могут выходить за пределы черной дыры, и она не бывает абсолютно черной. Остается радиация.
| Герой фильма «Интерстеллар» (2014) посетил планету рядом с черной дырой. Время на ней шло в 7 раз медленней. Позже он прошел через черную дыру. |
Хокинг выяснил, что черные дыры существуют не вечно: они излучают все более сильный ветер и, в конце концов, исчезают в результате гигантского взрыва.
Стивен Хокинг (цитата по «Российской газете»):
— Эйнштейн так и не принял квантовую механику из-за связанного с ней элемента случайности и неопределенности. Он сказал: Бог не играет в кости. Похоже, что Эйнштейн ошибся дважды. Квантовый эффект черной дыры позволяет предположить, что Бог не только играет в кости, но и иногда бросает их туда, где их нельзя увидеть.
Излучение черных дыр — или излучение Хокинга — показало, что гравитационное сжатие не настолько окончательно, как предполагалось в прошлом. Хотя перспектива все же не самая лучшая: «Если астронавт падает в черную дыру, он вернется затем во внешнюю часть Вселенной в виде радиации. Таким образом, в каком-то смысле астронавт будет переработан».
4. Как теория относительности влияет на GPS спутников
Хокинг нашел, как применить теорию относительности Альберта Эйнштейна в жизни людей. Ранее теорию Эйнштейна считали (по большей части) относящейся только к сверхбольшим объектам, таким как галактики и черные дыры.
На самом деле, деформирование пространства-времени влияет на то, что мы знаем и используем, отмечает Хокинг в «Высшем замысле».
Из книги «Высший замысел»:
— Если общая теория относительности не будет принята во внимание в GPS-навигационных спутниковых системах, ошибки в определении глобальных позиций будут накапливаться со скоростью около 10 км в день. Важно понимать, что чем ближе объект к Земле, тем медленнее течет время. Таким образом, в зависимости от того, на каком расстоянии от Земли находятся спутники, их бортовые часы будут работать с разными скоростями. Эту разницу мы могли бы компенсировать автоматически, если бы этот эффект учитывался.
| Фильм «Вселенная Стивена Хокинга» (2014) рассказывает о жизни известного физика, столкнувшегося с тяжелой болезнью. |
5. Встреча с инопланетянами — не к добру
Люди уже давно посылают сигналы в космос, пытаясь привлечь внимание инопланетных цивилизаций. Но Хокинг такого поведения решительно не одобрял и надеялся, что встреча так и не состоится, пишет «РГ».
В документальном телесериале канала Discovery физик высказал мнение, что если технологии инопланетян будут превосходить земные, они образуют на Земле колонию и поработят человечество. Хокинг сравнил этот процесс с прибытием Колумба в Америку и последствиями, которые ожидали коренное население континента.
Стивен Хокинг (цитата по «Российской газете»):
— Во Вселенной со 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит сотни миллионов звезд, маловероятно, что Земля является единственным местом, где развивается жизнь. С чисто математической точки зрения, одни лишь цифры позволяют принимать мысль о существовании инопланетной жизни как абсолютно разумную. Реальной проблемой является то, как могут выглядеть инопланетяне, понравятся ли они землянам своим видом. Ведь они могут быть микробами или одноклеточными животными, или червями, которые населяли Землю в течение миллионов лет.
6. Ущемленные аквариумные рыбки помогли физику
В 2004 году в итальянском городе Монца был принят закон в защиту прав золотых рыбок — их запретили держать в круглых аквариумах.
Джампьетро Моска, представитель городского совета Монца (цитата по РБК):
— Круглые аквариумы искажают действительность, от чего рыбки страдают. К тому же такого рода резервуары обычно не имеют фильтра и вода не насыщается кислородом, как в прямоугольных аквариумах.
К 2010 году этот случай навел великого физика на мысль — человек не может познать природу реальности, потому что, он как рыбка в аквариуме, только он заточен в собственном теле.
| Стивен Хокинг и Джейн Уайльд |
7. Вселенная расширяется
До XX века считалось, что Вселенная — статична. Согласно существующим теориям, она должна была оставаться такой же молодой, как в момент возникновения. Однако Хокинг доказал, что это не так.
Стивен Хокинг (цитата по «Российской газете»):
— В свете от далеких галактик происходит смещение в сторону красной части спектра. Это означает, что они удаляются от нас, что Вселенная расширяется.
8. Вселенная самодостаточна
Хокинг был атеистом. В частности, его книга «Высший замысел» во многом посвящена научному доказательству того, что для существования жизни и Вселенной бог не нужен.
Из книги «Высший замысел»:
— Поскольку существует такая сила, как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего. Самопроизвольное создание — причина того, почему существует Вселенная, почему существуем мы. Нет никакой необходимости в боге для того, чтобы «зажечь» огонь и заставить Вселенную работать.
