Hawking'in zihnindeki evren - Hawking'in ölümünün ikinci yıldönümünü anıyor
14 Mart 2018'de Stephen Hawking vefat etti. Akademik çevre tarafından zamanımızın en büyük yerçekimi fizikçisi olarak tanınır. Yerçekimi dalgalarının keşfi için Nobel Ödülü'nü kazanan Royal Society Başkanı Martin Reese ve Kip Thorne, Hawking için Cambridge anma törenine ve Londra'daki Westminster Abbey'deki cenazeye oybirliğiyle işaret etti. Zaman ve mekan daha derinden anlaşılır. Her iki durumda da onların övgüsünü çok dikkatli dinledim. Hawking gömüldükten sonra misafirler Westminster Abbey'nin arka bahçesine bir resepsiyona davet edildiler.Bu sırada tanıdık Hawking "sesi" duyuldu. Şu anda Avrupa Uzay Ajansı bu sesi eş zamanlı olarak evrenin derinliklerine fırlattı. Bu gezegende yalnız medeniyetlerin evrenin ruhlarını bulma çabalarını sembolize ediyor.
31 Mart 2018'de Hawking'in cenazesi. Oriental IC haritası
1970'lerin başlarında, Hawking zaten parlayan bir akademik yıldızdı. Ona karşılık gelen onuru vermek için, Cambridge Üniversitesi özel olarak yerçekimi fiziği profesörü konumunu oluşturdu. Eski Cambridge geleneğine göre, bir konuda yalnızca bir profesör koltuğu vardır ve bu koltuk genellikle boş kaldığında doldurulur, bu nedenle çoğu bilim insanı, hatta çok ünlü akademisyenler bile profesör değildir. Hawking, 1979'da Lucas Matematik Profesörü seçildikten sonra, Yerçekimsel Fizik Profesörü pozisyonu otomatik olarak iptal edildi. Bu eski gelenek, iyi ya da kötü bir şey olsun, şimdi değiştirildi.
Yerçekimi fiziğine katkısı, esas olarak kara delik fiziği ve kozmolojide yatmaktadır. Hawking'in hayatının temel akademik başarıları şunlardır: genel göreliliğin tekillik teoreminin keşfi, kara deliğin ufuk alanı teoremi ve kara delik radyasyonu teorisi, yerçekimi termodinamiğinin oluşturulması ve erken kuantum dalgalanmalarının neden olduğu evreni tahmin eden Öklid kuantum yerçekimi. Yapı spektrumu ve "Sınırsız Konsept" i ortaya koyan evrendeki hiçlikten doğma sahnesi. Hepimizin bildiği gibi, keşfettiği kara delik radyasyon mekanizması, kütleçekim fiziği teorisinin bir yüzyıldaki en büyük başarısıdır. Bu başarı, Londra'daki Westminster Abbey'deki mezar taşına kazınmıştır. Ancak diğer büyük başarısı, kozmolojinin "Sınırsız Vizyonu" dur. Bu en önemli iki katkı hakkında ne düşünüyor?
2004 kışında beni Cambridge'i ziyaret etmeye davet etti. Aynı yılın 10 Aralık günü, ona uzun zamandır aklımda tuttuğum bir soruyu sordum: "Steven, kara delik radyasyonunuz ve sınırsız senaryo için hangi katkının daha önemli olduğunu düşünüyorsunuz? Bu soruyu sadece siz cevaplayabilirsiniz." Fareyi hareket ettirdi. Ekrana bir satır yazın: "Başkaları kara deliğin olduğunu düşünüyor, çünkü bu artık kabul ediliyor, ama bence sınır yok." (İnsanlar kara deliğin [radyasyon] artık kabul edildiği için daha önemli olduğunu düşünüyor. Ancak, sanırım hayır Sınırlar daha önemlidir.)
Bu makalenin yazarı tarafından çevrilmiş iki Hawking eseri
Kozmoloji, Einstein'ın üç boyutlu bir kürenin statik kozmolojik modeli ve Hubble'ın kırmızıya kayma yasasını keşfi olan iki olayla işaretlenmiş ciddi bir bilim haline geldi. Einstein'ın genel görelilik teorisini önerdiği üçüncü yıl olan 1917'de, yeni keşfettiği kütleçekimsel alan denklemini tüm evreni incelemek için kullandı.Bu, insanlığın büyük ölçekli düz olmayan bir uzay-zaman modelini ilk kez düşündüğü zamandı. Onun evreni sonlu ve sınırsız üç boyutlu bir küre ile tanımlanıyor. Evrenin statik bir modelini elde etmek için, alan denklemlerini değiştirmekten çekinmedi ve sözde kozmolojik sabiti tanıttı. Ancak, 1929'da Hubble, galaksinin spektrumunun kırmızıya kayma yasasını keşfetti ve bu, evrenin statik bir durumda olmadığını, ancak genişlediğini gösterdi. Bu yüzden Einstein, kozmolojik sabiti terk etmek zorunda kaldı.
1948'de Gamow ve diğerleri daha sonra Sıcak Büyük Patlama olarak adlandırılan kozmik bir sahne önerdiler. Erken evrenin büyük malzeme yoğunluğuna ve son derece yüksek sıcaklığa sahip olduğuna inanıyor. Büyük Patlama'dan sonraki birkaç saniye içinde evren maddesi elektronlar, protonlar, nötronlar ve bunların antiparçacıklarından ve radyasyondan oluşur ve daha önceki bir anda tamamen temel parçacıklardan oluşur. Evren genişledikçe yavaş yavaş soğudu. Büyük Patlama'dan yaklaşık 380.000 yıl sonra, elektronlar ve nükleonlar atomlarda, özellikle de hidrojen atomlarında birleşti ve evren şeffaf hale geldi. Gamow, o aşamada fotonları hala gözlemleyebilmemiz gerektiğine inanıyor, ancak evrenin genişlemesinin neden olduğu büyük kırmızıya kayma nedeniyle, şimdi sadece birkaç Kelvin sıcaklıkla kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu haline geldiler. 1964'te Penzias ve Wilson, yanlışlıkla büyük patlamanın sonradan gelen parlamasını keşfettiler. Bu radyasyonun mevcut sıcaklığı 2,725 Kelvin olarak doğru bir şekilde ölçülür.
Big Bang modeli, evrenin sıfır ölçekli bir tekillikte başladığını varsayar. Başlangıçta fizik yasaları ve hatta nedensellik çöktü. Bazı insanlar, bu tekilliğin uzayın tekdüzelik ve izotropisi varsayımından kaynaklandığına ve gerçek evrenin bu kadar yüksek bir simetriye sahip olmadığına, bu nedenle evrenin ezici bir şekilde büyük patlama tekilliğine sahip olmaması gerektiğine inanıyor.
Hawking bu bağlamda yerçekimi fiziği alanına girdi. 1970 yılında Hawking ve Penrose, klasik genel görelilikte, çok makul fiziksel koşullar altında, evrenin büyük patlama tekilliğinin kaçınılmaz olduğunu kanıtladı. Tekillik, klasik uzay-zamanın silinmez sınırı olarak görülmelidir. Bu nedenle, genel görelilik eksiktir. Evrenin tam resmi, özellikle Büyük Patlama'nın başlangıcının fiziksel resmi, keşfedilmemiş kuantum yerçekimi teorisinin yardımıyla açıklanmalıdır.
Evrenin açıklanamayan birçok harika özelliği vardır. 1973'te Hawking ve Collins evrenin izotropisini incelerken, evrenin böyle görünmesinin sebebinin bizim varlığımız olduğunu keşfettiler. Bu fikir daha sonra, fiziksel nesneler, özellikle evren ve gözlemciler arasındaki ilişkinin hiçbir şekilde yansımalar kadar basit ve bu kadar üstün olmadığını gösteren "insan varoluşu ilkesi" olarak geliştirildi.
Evrenin büyük patlamasının başlangıcı sorunundan kaçınsak bile, evrenin davranışı çok erken başlangıç koşullarına son derece duyarlı olduğundan, evreni neden böyle gözlemlediğimiz hala keskin bir sorudur. 1980'lerde, Guss, Linde ve diğerleri, evrenin ölçeğinin katlanarak genişlediği termal Büyük Patlamadan önce bir şişme aşaması olduğunu varsaydılar. Bu sözde enflasyon modeli bir ölçüde azaltılabilir, ancak bu sorunu tam olarak çözemez.
1998'de Perlmutter, Schmidt ve Reese, evrenin hızlanan bir hızla genişlediğini keşfetti. Bu ivmenin sözde karanlık enerjiden kaynaklandığına inanılıyor. Gökbilimcilerin ve kozmologların aralıksız çabalarıyla insanlar evrenin düz olduğu, evrenin mevcut madde bileşiminin% 68'inin genellikle kozmolojik sabit olduğu düşünülen karanlık enerji olduğu ve% 5 görünür madde ve% 27'si olduğu konusunda fikir birliğine varmışlardır. Görünmez karanlık madde yüzdesi. Evrenin şu anda tanınan yaşı 13,8 milyar yıldır.
Stephen Hawking Görsel Çin Bilgileri
Kozmolojideki en önemli sorun, evrenin yaratılışıdır. Felsefe, teoloji ve bilim bununla son derece ilgilenir. Hawking, 1981'de Vatikan'da "Sınırsız Hipotez" i ortaya attı: Evrenin sınır koşulu, sınırları olmamasıdır! Hiçbir sınır koşulu, Hawking'in "Sınırsız Konseptinden" daha basit, daha makul ve bu nedenle daha güzel değildir! Sonuç olarak, insan akılcılığını uzun süredir rahatsız eden "ilk ivme sorunu" çözülebilir, çünkü evrenin başlangıcı, zaman ve uzay açısından bir sınırdır. İşte tam da bu yüzden Tanrı, evrenin yaratılış sahnesinden dışlandı.
"Sınırsız Varsayım", kozmolojiyi ilk kez tahmin edilebilir kılıyor. İnsanlar kozmolojinin tüm sorunlarını yeniden incelemek için "Sınırsız Vizyon" u kullanırlar.
Hawking, evrendeki tüm yapıların, tek tip bir arka planda kuantum alanlarının dalgalanmalarından kaynaklandığını fark etti. Bu dalgalanma, sınırsızlık hipotezinden türetilebilir ve kendisi ve Gibbons'ın daha önce inceledikleri evren ufkunun sıcaklığıyla ilgilidir. Dalgalanmanın skaler kısmı, galaksiler ve galaksi kümeleri gibi kozmik yapının tohumu olan mikrodalga arka plan radyasyonunun sıcaklık değişimine yansıyacaktır. Başlangıçta tensör kısmı yerçekimi dalgası olarak belirir. İlerleyen yıllarda bu hesaplamalar büyük ölçüde geliştirildi. Skaler dalgalanmaların hesaplamaları ve gözlemleri mükemmel bir uyum içindedir, ancak yerçekimi dalgaları henüz gözlemlenmemiştir.
"Sınırsız Kavramı", fizik kanunlarını sadece evrenin evrimini sınırlamakla kalmaz, aynı zamanda evrenin yaratılışını da sınırlar, böylece Tanrı'nın evrende yeri kalmaz. Evrenin kendisi, fizik yasalarının gerçekleşmesidir. Zaman ve uzay, evrenin dışında olamaz. "Sınırsız Vizyon", evrenin yoktan doğduğu senaryoyu gerçekleştirir. Şimdi soru, evrenin neden var olduğu ile ilgili. Ancak varoluş tanımsızdır.
Hawking ve Penrose, klasik fizik çerçevesinde klasik kozmolojinin tekillik teoremini kanıtlamak için işbirliği yaptı. İlginçtir ki, sonraki araştırmalarında, evrenin tekillikleri yoktur. Penroseun evren modeli Hawkinginkinden farklıdır ve şimdi karşılaştırma için kısaca burada listelenmiştir. Penrose'un modeli, yarı sonsuz döngüdür. Geleneksel sözde dairesel evren, evrenin sonlu zaman aşamasının sonunun, uçtan uca sonsuza bağlı olan bir sonraki sonlu zaman aşamasının başlangıcı olduğu anlamına gelir. Penrose gibi orijinal bir karakter için, açıkça eski yöntemleri küçümsüyor. Modelinin her aşaması Aeon olarak adlandırılır ve her Aeon, zaman içinde sonsuza kadar süren gerçek bir sayı sürekliliğidir. Önceki ebedi yaşamın son aşamasındaki sonsuz genişleme, bir sonraki ebedi yaşamın büyük patlamasının başlangıcı olarak kabul edilir. Kötü hayat, sonsuz bir yaşamda ancak sınırlı bir süre devam edebilir. Penrose, önceki sonsuz yaşamın izlerinin, sonsuz yaşamımızın mikrodalga arka plan radyasyonunda bulunduğuna inanıyor; bu, son derece büyük iki kara delik çarpışıp önceki sonsuz yaşamda birleştiğinde yayılan devasa enerjiden kaynaklanıyor olabilir. Bu enerji esas olarak yerçekimi dalgaları biçiminde somutlaşmıştır.
(Bu makale, "Zamanın Kısa Tarihi", "On Soru: Hawking'in Meditasyonları" nın çevirmeni olan öğretmen Wu Zhongchao tarafından ve özellikle Hawking'in ölümünün ikinci yıldönümü için yazılmış diğer kitapların hatıra niteliğindeki bir makaledir.)
