Musta augu visualiseerimine.
(Pilt: © D. Coe, J. Anderson ja R. van der Marel (STScI) / NASA / ESA)
1988. aasta aprillikuu lollide päeval avaldati maailmas tunnustatud teoreetilise füüsiku ja kosmoloogi Stephen Hawkingi moodne teadusklassika. Nimega "Lühike ajaloo ajalugu", see pani aluse avalikkuse uudishimu lainele inimkonna koha kohta universumis.
Paljud mäletavad Hawkingi hiilgava meele panust teadusuuringutesse pärast tema möödumist teisipäeva varahommikust (14. märts). Need, kes on inspireeritud tema raamatust ja tema pärandist kosmoloogias, on nüüd kätte jõudmas seal, kus Hawkingi geenius pooleli jäi.
Üks Hawkingi kõige olulisemaid panuseid teadusesse on teoreetiline lahendus ühele füüsika suurimatest probleemidest. [Stephen Hawkingi parimad raamatud: mustad augud, multiversioonid ja singulaarsused]
See järeldus tuleneb kahest füüsika kõige olulisemast teooriast. Albert Einsteini üldine relatiivsusteooria selgitab, kuidas mateeria käitub, kui objektid on väga suured, ning teooria on osutunud toimivaks, selgitades näiteks, kuidas valgus kõverdub, kui see ületab universumi. Kvantmehaanika teooria selgitab vahepeal seda, kuidas mateeria töötab väikeses subatomilises mõõtkavas. Kuid üldrelatiivsus ei tööta väikeses mõõtkavas ja kvantmehaanika ei suuda seletada suuri jõudusid, näiteks gravitatsiooni.
Kui Hawking tutvustas musta augu kiirguse matemaatilist kontseptsiooni 1974. aastal, tundus, et see pakub teadusele viisi nende kahe teooria koos kasutamiseks.
"Hawkingi kiirgustulemus 1974. aastal on oluline ülevaade, kuna see näitas, et saame kvantmehaanika ja raskusjõu ühitamise probleemi matemaatiliselt uurida," ütles Ohio osariigi ülikooli astrofüüsik Paul Sutter intervjuus Space.com-le. .
"Pärast seda aastakümneid on mõned teoreetilised füüsikud jätkanud nende piiride ja ristmike uurimist, mis näivad olevat väga lihtne küsimus: Mis juhtub, kui teil on väikeses mõõtkavas tugev gravitatsioon?" Ütles Sutter. "See on lihtne, kuid mitte lihtne küsimus. Hawking ja teised oskavad seda laadi küsimuste keerukuses navigeerida. See oli tõesti üks varajasi suuri läbimurdeid, et näidata, kuidas arendada keelt nendele probleemidele lähenemiseks. . "
Hawking pakkus teadlastele ja teadushuvilistele sama keelt, et universumit paremini tajuda, ja füüsikute jaoks kirjutati see keel numbritega. Ehkki "Hawkingi kiirgust" tuleb veel empiiriliste tõenditega tõestada, katsetatakse tema teoreetilist laadi loominguliselt. Need, ütles Sutter, hõlmavad ka haruldaste mateeriaolukordade allutamist ultraviooli temperatuuridele, et saada paarituid kvantseisundeid, mis matemaatiliselt võiksid lähendada sellele, mis juhtub musta augu horisondi lähedal. Selle piiri taga ei pääse mateeria ja valgus enam välja.
Hawkingi oskus teadust avalikkusega suhelda inspireeris Sutteri noores eas kosmilist uudishimu, ütles Sutter.
"Mäletan, et lugesin raamatut teismelisena. See oli üks neist raamatutest, mis viis mind teele astrofüüsikuks, kosmoloogiks," rääkis ta. "Ma arvan, et raamat seab malli, astugem samm tagasi ja mõelgem nende mustade aukude teemadel, rääkides varasest universumist. Need on uskumatult esoteerilised, sügavalt matemaatilised nišiteemad füüsikas ... mida rohkem Hawking selle populariseerimiseks töötas , seda enam astus [teadus] peavoolu ja avalikku arutellu, kus [nüüd] saate igaühe juurde kõndida ja öelda: "Must auk!" või 'Suur pauk!' ja nad saavad teada, millest ma räägin. Ja see on uskumatult võimas. "
