Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Žmonės » Kaip mes gyvename

Koks buvo tikrasis Stepheno Hawkingo gyvenimas ir ką tokio jis nuveikė moksle, kad yra vadinamas genijumi ir lyginamas su Albertu Einšteinu?

2018-03-17

(0)

(48)

(5295)

Visatoje šis efektas pasireiškia, kai vakuume atsiranda ir išnyksta dalelių poros – viena iš medžiagos, kita iš antimedžiagos. Vienos energija pozityvi, kitos negatyvi, tad bendras energijos lygis lieka pastovus ir nauja energija nesukuriama. Vos susikūrusios, dalelės viena kitą anihiliuoja taip greitai, kad jų praktiškai neįmanoma aptikti, kitaip tariant, jos yra virtualios dalelės.

Hawkingo spinduliavimas

Garsioji Stepheno Hawkingo teorija paremta šalia juodųjų bedugnių kylančiu įdomiu fenomenu. Jei virtualios dalelės atsiranda šalia JB įvykių horizonto, egzistuoja nedidelė galimybė, kad viena poros dalelė bus įtraukta į JB, kitą palikdama klajoti kosmoso tyruose. Jeigu JB sugers neigiamos energijos dalelę, juodoji bedugnė energijos neteks. O kadangi energija yra masė, JB palengvės. Ir atvirkščiai, jei sugeriama teigiamos energijos dalelė, JB energija, taigi ir masė, padidėja.

Teoriškai, kvantinės mechanikos valdomos virtualios dalelės sukuria ryšį su bendruoju reliatyvumu. Priešingai nei manyta, JB mažėti gali. Sąveikaudamos su kvantiniu pasauliu, JB energiją spinduliuoti gali. Šis spinduliavimas dabar vadinamas Hawkingo spinduliavimu.

Entropija ir juodosios bedugnės

Plėtodamas šią teoriją, Stephenas Hawkingas prisiminė ir Didįjį sprogimą. Savo naujojoje teorijoje Hawkingas iškėlė mintį, kad visatos kūdikystėje, kai kurios visatos dalys galėjo sulipti ir kolapsuoti į miniatiūrines juodąsias bedugnes. Tokios JB svertų milijardus tonų, nors būtų mažesnės už elementariąsias daleles. Tokia masė atrodo milžiniška, tačiau visatos mastu tai – niekis, tik maža dalis Žemės svorio.

Tokių JB įvykių horizontas būtų labai mažas, todėl miniatiūrinės JB būtų neįtikėtinai karštos, kaip pats Hawkingas sakė, „įkaitusios iki baltumo“. Temperatūrai augant, stiprėja ir Hawkingo spinduliavimas,todėl mažos JB visą savo energiją greitai išspinduliuotų ir išnyktų visiškai.

Tačiau JB nepasitrauktų tyliai. Jai traukiantis, įvykių horizontas mažėtų ir temperatūra augtų dėl teigiamo grįžtamojo ryšio. Galiausiai JB nebegalėtų išsilaikyti ir sprogtų kaip milijono megatonų vandenilinė bomba.

Ką tai reiškia

Neįtikėtini Stepheno Hawkingo atradimai – pastangų sukurti visko teoriją rezultatas. Apjungusi kvantinę mechaniką ir bendrąjį reliatyvumą, žmonija galės žengti į visiškai naują, kvantinių fenomenų sritį. Tuomet kelionės laiku ir tarpžvaigždinės kelionės bus visiškai įmanomos. Nors matematikai idealiai aprašyti visatos dar negali, Stepheno Hawkingo ir kitų didžių protų palikimas galbūt vieną dieną padės išsilaisvinti iš klasikinės mechanikos pančių.

Pirmyn ateitin: nežemiškos gyvybės paieškos

Bandant intelektu aprėpti visatą, kyla ne menkesni klausimai. 2015 metų liepą Stephenas Hawkingas ir rusų milijardierius Yuri Milner paskelbė ambicingą naujų atsakymų paieškų planą. O klausimas – ar egzistuoja nežemiška gyvybė?

Nežemiška kelionė

Tokio nuodugnaus visatos skenavimo plano įgyvendinimui reikia pažangiausių ir jautriausių įrankių. Skenavimas bus 50 kartų jautresnis ir apims 10 kartų didesnį dangaus plotą, nei bet kuri iki šiol vykdyta nežemiškos gyvybės paieška. Misijos biudžetas dabar yra 100 milijonų dolerių. O turbūt dar įspūdingesnis mokslininkų pasišventimas, kurie peržiūrės tūkstančius galingiausių pasaulio observatorijų stebėjimo valandų. Misijos tikslas, atsakyti į vieną iš labiausiai kamuojančių klausimų: ar mes vieni?

Astronomai, fizikai ir kiti mokslininkai naudosis pažangiausių observatorijų, tarp kurių Green Bank observatorija Vakarų Virdžinijoje (didžiausias valdomas planetos teleskopas) ir Parkes observatorija Naujajame Pietų Velse, bei Lick observatorija Kalifornijoje. Mokslininkai taip pat atliks plačiausią optinių lazerių perdavimų iš kitų planetų paiešką.

Misija tirs artimiausią 1 milijoną Paukščių Tako žvaigždžių, bei skenuos artimiausias 100 galaktikų. Paieškos užtruks, o dar gerokai daugiau laiko pareikalaus rezultatų peržiūrėjimas. Tačiau tikslas dėl to nė kiek ne mažiau svarbus. Hawkingas Karališkosios draugijos susirinkime sakė: „Tikime, kad Žemėje gyvybė radosi spontaniškai, tad begalinėje visatoje ji turi būti ir daugiau gyvybės atsiradimų.“

Žmonijos kėlimas į kosmosą

Tokia informacija suteiktų žmonijai informaciją apie jos pradžią, atskleistų paslaptis, leisiančias žengti į dar neištyrinėtas teritorijas. O gal atrasime pažangią gyvybės formą, visiškai peržiūrėsime visus mums žinomo mokslo aspektus. Kaip bebūtų, Stephenas Hawkingas žmonijai norėjo gero ir tikėjo, kad nesiplėsdama į kosmosą, žmonija Žemėje pražus.

„Esu tikras, gyvybei Žemėje kyla vis didesnis pavojus išnykti dėl tokių katastrofų, kaip staigus globalus atšilimas, branduolinis karas, genetiškai sukurtas virusas ar kitų pavojų. Manau, į kosmosą nesiplečianti žmonių rasė neturi ateities“
—Stephen Hawking

Įkvėpimas

Mokykloje neretai vadintas „Einšteinu“, Stephenas Hawkingas gerai perprato matematiką ir fiziką. Vedamas domėjimosi kosmosu ir padedamas matematikos fiziko Rogerio Penrose'o, Hawkingas ėmėsi visatą valdančių fundamentalių dėsnių. Naudodamas populiariausią Einšteino teoriją, jis išvedė koreliaciją tarp laiko ir erdvės. Tuo remdamasis, parodė, kad būtina visatos pradžia ir pabaiga. Tęsiant tyrinėjimus, plėtėsi ir jo atradimai bei lekcijų temos. Daug kas Hawkingo reikšmę mokslui ir šlovę prilygina žmogaus, kuriuo sekdamas jis to ir pasiekė, Einšteino, tik tai jis atliko pagal savo taisykles. Bendrojo reliatyvumo ir kvantinė teorijos apjungimas yra vienas didingiausių pirmos XX amžiaus pusės mokslo pasiekimų. Stephenas Hawkingas suteikė žmonijai viltį vystytis ir klestėti ir per kitą šimtmetį.

Šių laikų genijus

Stephenas Hawkingas savo atžaloms buvo mylintis tėvas ir senelis, tačiau didžiausia jo aistra liko mokslas – jis tęsė teorinės fizikos tyrimus. Tuo pat metu jis vis atrasdavo naujus sprendimus, prisitaikyti prie ligos, nuolat metusios iššūkius jo įprastam gyvenimui.

Nuo 1979 metų Lucaso vardo matematikos profesorius ir 12 garbės ordinų savininkas jis buvo pavyzdys, kiek galima pasiekti kovojant, nepaisant kelią pastojančių kliūčių. Nors ir ne kartą teko kovoti su depresija, savo kūnu ir protu, jo troškimas sukurti „visko teoriją“ visada įtikinamai įveikdavo norą pasiduoti.

▲

Štai ką apie Stepheną Hawkingą rašo jį asmeniškai pažinojęs ir daug bendravęs A. Starobinskij - fizikos matematikos mokslų daktaras, RMA akademikas:

Stephenas Hawkingas visų pirma fizikas teoretikas, todėl nesukūrė kokių nors mašinų, praktiškų ar materialių dalykų —o ir toks buvojo siekis. Dėl fizinių apribojimų jis iš savo galvos stengėsi tiek informacijos, kiek tik įmanoma. Norėjo perprasti Visatos kilmę paprastomis matematinėmis sąvokomis.

Dabar vykdomos juodųjų bedugnių Hawkingo numatyto JB spinduliavimo paieškos, jos tęsis ir toliau, tačiau aš tai vertinu skeptiškai. O dar jis padėjo šiuolaikinės metodologijos pagrindus: dabar ką nors matuodami, sužinome, kokia Visata buvo seniai seniai, kai buvo itin iškreipta ir labai didelės energijos.

Galima drąsiai teigti, kad Hawkingo dėka žengėme labai vertingą žingsnį Visatos kilmės pažinimo, jos istorijos kryptimi. Jeigu iki Hawkingo kalbėjome tiesiog apie karštą rutulį ir Didįjį sprogimą [po kurio atsirado Visata], tai dabar iš jo darbų žinome – buvo ir dar kažkas. Jis labai padėjo kurti vieningą pasaulio vaizdą.

Hawkingas svariai prisidėjo prie mokslo raidos, sukūręs tris pagrindines teorijas. Tai jo klasikinė gravitacijos teorija, kvantinė gravitacijos teorija ir kosmologija.

Pirmasis – klasikinės gravitacijos teorijos – darbas išgarsino jį dar labai jauną, 1966 metais. Šio darbo rezultatas — vadinamoji Penrose'o— Hawkingo teorema — apie singuliarumo egzistavimą. Hawkingas įrodė, kad singuliarumas kažkur būtinai yra — erdvėje ir laike.

Jis darė prielaidą, kad singuliarumas buvo Visatos praeityje. Paskutinieji Hawkingo darbai tam ir buvo skirti: kaip būtent šį singuliarumą praeityje išvysti.

Įrodęs klasikinę gravitacijos teoriją, jis perėjo prie kvantinės teorijos. Tai tikriausiai buvo garsiausias jo darbas tarp nespecialistų – paprastų skaitytojų. Jis buvo apie juodųjų bedugnių garavimą, apie tai, kad nesisukančios juodosios bedugnės kuria daleles ir per jas netenka savo masės. Tai buvo 1974 metų jo darbas. Galima sakyti, buvo šio darbo pirmtakas — mūsų susitikime 1973 metais Lenkijoje vykusioje konferencijoje papasakojau apie savo teoremą, kad besisukančios juodosios bedugnės kuria naujas daleles. Hawkingas mane tada išklausė ir šią teoriją iki galo ištobulino. Hawkingas taip pat įvedė „juodųjų bedugnių temperatūros“ sąvoką — ir jis pats tuo labiausiai didžiavosi, prašė, kad ant jo kapo būtų užrašyta formulė, pagal kurią nustatoma juodųjų bedugnių temperatūra: ji atvirkščiai proporcinga masei — kuo JB masyvesnė, tuo jos temperatūra mažesnė. Tik kol kas tokių jo aprašytų JB realiai neužfiksavome.

Svarbus ir jo 1982 metų darbas kosmologijos srityje [jis pristatytas kaip seminaras „Pati ankstyviausia Visata“]. Tai buvo antrasis mūsų susirinkimas. Ir tada mokslas buvo daromas tiesiog konferencijos metu. Aš, Hawkingas ir dar vienas mokslininkas, atlikome tris darbus, kurių rezultatai iš esmės sutapo. Paskaičiavome, koks dabar turėtų būti netolygumo pasiskirstymas Visatoje įvairiu masteliu. Čia kaip kad archeologai, radę kokią nors indo šukę, turi įrodyti, kokiai kultūrai ši šukė priklauso, taip ir mes, nepaisydami su Visata seniai įvykusių pasikeitimų, sugebėjome ją ištirti.

Asmeninių susitikimų su Hawkingu metu kalbėjome tik apie mokslą. Nepamenu, kad jis su manimi asmeniškai būtų aptaręs kokius gyvenimo reiklaus. 1982 metais susitikime su juo pastebėjau, kad JB temperatūros skaičiavimuose buvo klaida. Pasakiau jam, kad mano skaičiavimuose kitoks rezultatas, — tačiau nepatikslinau, koks būtent ir kaip jį gavau.Po keturių dienų jis sukūrė naują savo darbo juodraštį, kuriame gautas toks rezultatas kaip ir mano, — pasirodo, teisingas.

Jis visada stengėsi nekreipti dėmesio į savo neįgalumą. Atvykęs į konferencijas naujuose miestuose, noriai apžiūrinėdavo visas vietos įžymybes. Viename bankete, kuriame buvau, jis pasakė: „Noriu, kad su manimi elgtumėtės ne kaip su neįgaliu, o kaip normaliu žmogumi“. Ir važinėdamas zigzagais, ėmė vežimėliu piešti aštuoniukes.

Jis nebuvo labai bendraujantis žmogus, labai vertino savo protą. Buvo iš manančių, kad viską pasaulyje galima apskaičiuoti matematiškai. Šia prasme jis buvo labai pasitikintis savimi žmogus, drąsiai išsakydavo savo samprotavimus, kurie kartais būdavo neteisingi — ką vėliau pripažindavo. Jis pasitikėjo savo protu ir todėl pasitikėjo savimi.

▲

1 | 2