Новости дня

18 сентября, пятница









17 сентября, четверг




























16 сентября, среда







sobesednik logo

Успеть раскрыть тайны Вселенной: жизнь и великие открытия Стивена Хокинга

01:05, 24 августа 2020

Успеть раскрыть тайны Вселенной: жизнь и великие открытия Стивена Хокинга
Стивен Хокинг // фото в статье: Global Look Press
Стивен Хокинг // фото в статье: Global Look Press

Британский астрофизик Стивен Хокинг всю жизнь искал ответ на вопрос: как возникло все, что существует в этом мире? Он пытался понять, что происходило 14 млрд лет назад, в тот миг, когда родилась Вселенная. И работал над созданием теории, которая должна была объяснить все тайны мироздания – теории всего.

Гонка со смертью

Стивен Хокинг родился в 1942 году. Всерьез вопрос о возникновении Вселенной возник у него еще в юности. Многие тогда считали, что у Вселенной нет начала и конца, существование ее вечно и неизменно. Но и возникает новая теория Большого взрыва о появлении Вселенной из одной крохотной точки. 20-летний Стивен Хокинг задумался, как за один миг из ничего может возникнуть весь мир.

В 1962 году он начал работать над диссертацией «Свойства расширяющихся вселенных» в Кембриджском университете. «Уже тогда о Стивене шла молва, но никто не подозревал, что он на голову опередит всех нас», – рассказывал друг Кип Торн, профессор Калифорнийского института технологий. Но Хокинг замечает, что стал вдруг каким-то неуклюжим. Врачи поставили ему страшный диагноз: боковой амиотрофический склероз, неизлечимая болезнь, которая медленно разрушает мышцы. Медики отмерили ему всего два года жизни.

«Я не знал, проживу ли достаточно долго, чтобы закончить диссертацию», – вспоминал Хокинг. «Он не видел смысла продолжать работу, – рассказывала его дочь Люси. – Но потом он встретил мою маму, и они влюбились друг в друга. Их брак вселил в него надежду и решимость бороться дальше».

Хокинг поставил себе целью раскрыть тайну происхождения Вселенной до того, как недуг его одолеет.

Вселенная из сингулярности

Научный мир, в отличие от Хокинга, в те годы скептически относился к теории Большого взрыва. В 1965 году Хокинг посетил лекцию математика Роджера Пенроуза, которая подтолкнула его к ряду будущих открытий. Там математик выдвинул новую гипотезу о существовании в пространстве дыр, поглощающих огромные объекты. Их возникновение, по предположению Хокинга, связано с гравитацией. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация – это искривление пространства. Эйнштейн представил пространство и время как ткань, на которую давят планеты и звезды, образуя углубления, притягивающие к себе объекты.

Когда ткань пространства растягивается до предела, в пространстве появляется дыра, в которой могут исчезать предметы. Всё начинается со смерти звезды. Она начинает сжиматься и становится все меньше и плотнее. Когда умирает звезда в 20 раз больше Солнца, искривление пространства становится настолько велико, что ничто, даже свет, не может вырваться наружу. Это явление называется черной дырой.

Пенроуз обнаружил, что в центре черной дыры находится точка чистой гравитации – сингулярность, в которой пространство и время исчезают. Хокинг же решил выяснить, существует ли обратный процесс.

«Я понял: если повернуть вспять течение времени в теореме Пенроуза, сжатие превращается в расширение, – вспоминал Хокинг. – Вместо того чтобы затягивать все внутрь, черная дыра начинает извергать пространство, материю и время. Как описано в теории Большого взрыва».

Так Хокинг доказал, что Вселенная возникла внезапно из ничего – из сингулярности.

«Пентхаус» против черной дыры

Однако остановить ход времени Хокинг был не в силах. В 26 лет он оказывается прикован к инвалидному креслу, но продолжает искать ответы на вопросы. Отчего произошел Большой взрыв? В тот момент Вселенная была меньше атома, а это уже теория мельчайших величин – квантовая механика. Но атомы не подчиняются гравитации. Общая теория относительности и квантовая механика несовместимы. Нужно было объединить их в единое целое – теорию всего, чтобы найти причину «момента творения». Хокинг полагает, что в момент Большого взрыва в крохотной частице пространства было сосредоточено огромное количество материи и гравитация должна была оказывать воздействие.

В 1971 году недуг поражает руки ученого. Теперь он производит все расчеты в уме. Он вычисляет, что теория относительности и квантовая механика сталкиваются не только в момент Большого взрыва, но и внутри черной дыры.

Согласно теории относительности, ничто не может существовать на краю черной дыры. Согласно квантовой механике, пространство никогда не бывает пустым, оно заполнено частицами. Разгадку он нашел в противоположности их зарядов. Он выяснил, что, когда пара таких частиц оказывается возле условного радиуса черной дыры, отрицательная проваливается в нее, а положительная ее покидает. Хокинг доказал, что таким образом черные дыры выделяют тепло. Теперь это явление называют «излучением Хокинга».

Новость о том, что что-то может вырваться из черной дыры, потрясла мир. Но практического доказательства существования самих черных дыр все еще не было. Пока в космосе не был найден объект, излучающий мощные рентгеновские волны и похожий на ядро разрушившейся звезды. Его назвали «Лебедь Х-1». Сейчас известно, что он и есть черная дыра. А в 1974 году Хокинг и Торн поспорили на годовую подписку на журнал «Пентхаус», так это или нет. Хокинг ставил на то, что нет. В 1990 году он признал свой проигрыш.

Новый голос

В 1985 году Хокинг заболевает пневмонией. Трахеотомия спасает ему жизнь, но ученый больше не может говорить. Вернуть эту возможность помог разработчик голосовых программ Уолт Уолтош из Калифорнии. «Мне сообщили, что профессору из Кембриджа нужна моя помощь, – вспоминал Уолтош. – Я сказал: похоже, это Стивен Хокинг, и если я могу чем-либо помочь, то сделаю все, что в моих силах». У Хокинга еще немного действовали пальцы руки, и он мог пользоваться переключателем. Уолтош создал уникальную систему, которая могла предугадывать слова. Клиент оказался доволен.

«Мне нравится мой новый голос, хотя он и с американским акцентом», – поделился однажды ученый.

Работа его продолжилась. Но близкие видели, как Стивен разрушается. «Когда он начинал задыхаться или кашлять, нас не отпускало ужасное чувство, что все кончено, – вспоминает Люси. – Мы не знали, что может произойти дальше».

В 2008 году, когда был запущен Большой адронный коллайдер, появилась новая надежда: внутри прибора возможно смоделировать ситуацию в момент сразу после Большого взрыва. Тогда высказывались опасения, что коллайдер станет «фабрикой» микроскопических черных дыр со всеми вытекающими. Но Хокинг успокоил общественность: согласно его теории, такая черная дыра просто быстро испарится. И ученые продолжают работу, полностью доверяя его словам.

Стивен Хокинг скончался 14 марта 2018 года в возрасте 76 лет. Он прожил более чем на 50 лет дольше, чем прогнозировали доктора в начале 60-х.

Коротко о Стивене Хокинге

  • Плохо учился в школе и ненавидел биологию.
  • В студенческие годы был рулевым в оксфордской команде гребцов.
  • Изучал математику только в школе. В первый год преподавая ее в Оксфорде, тоже изучал предмет, опережая студентов на 2 недели.
  • Озвучивал сам себя в мультсериале «Симпсоны».
  • В 2007 году он совершил полет в невесомости на самолете компании Zero Gravity.
  • Не получал Нобелевскую премию.

* * *

Материал вышел в издании «Собеседник+» №07-2020 под заголовком «Стивен Хокинг и черные дыры».

Рубрика: Общество

Поделитесь статьей:

Колумнисты

^