Sejarah singkat Stefanus. Struktur Alam Semesta - secara sederhana

Ucapan Terima Kasih

Buku ini didedikasikan untuk Jane

Saya memutuskan untuk mencoba menulis buku populer tentang ruang dan waktu setelah saya memberikan Loeb Lectures di Harvard pada tahun 1982. Pada saat itu sudah cukup banyak buku yang membahas tentang alam semesta awal dan lubang hitam, keduanya sangat bagus, misalnya buku Steven Weinberg “The First Three Minutes”, dan sangat buruk, yang tidak perlu disebutkan di sini. Namun menurut saya tidak ada satupun yang benar-benar menjawab pertanyaan yang mendorong saya mempelajari kosmologi dan teori kuantum: dari mana asal mula alam semesta? bagaimana dan mengapa hal itu muncul? akankah ini berakhir, dan jika ya, bagaimana caranya? Pertanyaan-pertanyaan ini menarik minat kita semua. Namun ilmu pengetahuan modern sangat kaya akan matematika, dan hanya sedikit spesialis yang memiliki pengetahuan yang cukup tentang matematika untuk memahami hal ini. Namun, gagasan dasar tentang kelahiran dan nasib selanjutnya Alam Semesta dapat disajikan tanpa bantuan matematika sedemikian rupa sehingga dapat dipahami bahkan oleh orang yang belum mengenyam pendidikan ilmiah. Inilah yang saya coba lakukan dalam buku saya. Terserah pembaca untuk menilai seberapa sukses saya.

Saya diberitahu bahwa setiap formula yang disertakan dalam buku ini akan mengurangi setengah jumlah pembeli. Kemudian saya memutuskan untuk melakukannya tanpa formula sama sekali. Benar, pada akhirnya saya masih menulis satu persamaan - persamaan Einstein yang terkenal E=mc^2. Saya harap ini tidak membuat takut setengah dari calon pembaca saya.

Terlepas dari kenyataan bahwa saya menderita sklerosis lateral amiotrofik, hampir dalam segala hal saya beruntung. Bantuan dan dukungan yang saya terima dari istri saya Jane dan anak-anak saya Robert, Lucy dan Timothy memungkinkan saya menjalani kehidupan yang cukup normal dan mencapai kesuksesan di tempat kerja. Saya juga beruntung karena memilih fisika teoretis, karena semuanya cocok di kepala saya. Oleh karena itu, kelemahan fisik saya tidak menjadi suatu kerugian yang serius. Rekan-rekan ilmiah saya, tanpa terkecuali, selalu memberikan bantuan yang maksimal.

Pada tahap pertama, “klasik” pekerjaan saya, asisten dan kolaborator terdekat saya adalah Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter, dan George Ellis. Saya berterima kasih kepada mereka atas bantuan dan kerja sama mereka. Tahap ini diakhiri dengan diterbitkannya buku “Struktur ruang-waktu berskala besar”, yang saya dan Ellis tulis pada tahun 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Struktur ruang-waktu berskala besar. M.: Mir, 1976).

Selama fase kedua, fase "kuantum" dari pekerjaan saya, yang dimulai pada tahun 1974, saya bekerja terutama dengan Gary Gibbons, Don Page, dan Jim Hartle. Saya berhutang banyak kepada mereka, juga kepada para mahasiswa pascasarjana saya, yang telah memberikan saya bantuan yang sangat besar baik secara “fisik” maupun dalam arti “teoretis”. Kebutuhan untuk mengikuti perkembangan mahasiswa pascasarjana merupakan motivator yang sangat penting dan, menurut saya, mencegah saya terjebak dalam lumpur.

Brian Witt, salah satu murid saya, banyak membantu saya saat mengerjakan buku ini. Pada tahun 1985, setelah membuat sketsa garis besar pertama buku tersebut, saya jatuh sakit karena pneumonia. Saya harus menjalani operasi, dan setelah trakeotomi saya berhenti berbicara, sehingga hampir kehilangan kemampuan berkomunikasi. Saya pikir saya tidak akan bisa menyelesaikan buku itu. Namun Brian tidak hanya membantu saya merevisinya, tetapi juga mengajari saya cara menggunakan program komunikasi komputer Living Center, yang diberikan kepada saya oleh Walt Waltosh, seorang karyawan Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Dengan bantuannya, saya dapat menulis buku dan artikel, dan juga berbicara dengan orang-orang melalui penyintesis ucapan yang diberikan kepada saya oleh perusahaan Sunnyvale lainnya, Speech Plus. David Mason memasang synthesizer ini dan komputer pribadi kecil di kursi roda saya. Sistem ini mengubah segalanya: menjadi lebih mudah bagi saya untuk berkomunikasi dibandingkan sebelum saya kehilangan suara.

Tentang Apa Sejarah Singkat Waktu karya Stephen Hawking?

Dari sumber terbuka

Hari ini, 14 Maret, fisikawan teoretis Inggris terkenal Stephen Hawking meninggal pada usia 77 tahun. situs ini menerbitkan sinopsis buku sains populernya “A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes” (1988), yang menjadi buku terlaris

Buku karya fisikawan Inggris terkemuka Stephen Hawking, “A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes,” didedikasikan untuk menemukan jawaban atas pertanyaan Einstein: “Pilihan apa yang dimiliki Tuhan ketika Dia menciptakan Alam Semesta?” Diperingatkan bahwa setiap formula yang disertakan dalam buku ini akan mengurangi separuh jumlah pembeli, Hawking memaparkan dalam bahasa yang mudah dipahami gagasan teori gravitasi kuantum, sebuah cabang fisika yang belum selesai yang menggabungkan relativitas umum dan mekanika kuantum.

Buku ini dimulai dengan cerita tentang evolusi gagasan manusia tentang Alam Semesta: dari bola langit sistem geosentris Aristoteles dan Ptolemy hingga realisasi fakta bahwa Matahari adalah bintang kuning biasa berukuran sedang di salah satu lengannya. galaksi spiral - di antara ratusan miliar galaksi lain di bagian alam semesta yang dapat diamati. Penemuan pergeseran merah spektrum bintang di galaksi lain berarti bahwa Alam Semesta sedang mengembang, dan hal ini memunculkan hipotesis Big Bang: sepuluh atau dua puluh miliar tahun yang lalu, semua objek di Alam Semesta dapat berlokasi di satu tempat dengan jarak yang tak terhingga. kepadatan tinggi (titik singularitas).

Berita tentang topik tersebut

Big Bang berfungsi sebagai permulaan waktu. Tidak ada jawaban atas pertanyaan tentang apa yang terjadi sebelum Big Bang, karena hukum ilmiah berhenti bekerja pada titik singularitas; kemampuan untuk memprediksi masa depan hilang, dan oleh karena itu, jika sesuatu terjadi “sebelumnya”, hal itu tidak akan mempengaruhi kejadian saat ini dengan cara apapun. Setelah Big Bang, ada dua skenario yang mungkin terjadi: perluasan Alam Semesta akan berlanjut selamanya, atau pada titik tertentu akan berhenti dan masuk ke fase kompresi, yang akan berakhir dengan kembalinya ke singularitas - Big Bang. Tidak jelas pilihan mana yang akan direalisasikan - hal ini bergantung pada jarak antar galaksi dan total massa materi di Alam Semesta, dan besaran ini tidak diketahui secara pasti.

Singularitas bisa tetap ada di alam semesta bahkan setelah Big Bang. Sebuah bintang, setelah menggunakan bahan bakar nuklir, mulai menyusut, dan dengan massa yang cukup besar ia tidak dapat menahan keruntuhan gravitasi, sehingga berubah menjadi lubang hitam. Jadi, matematikawan dan fisikawan Inggris Roger Penrose menunjukkan bahwa volume bintang cenderung nol, dan kepadatan materi serta kelengkungan ruang-waktu cenderung tak terhingga. Dengan kata lain, lubang hitam adalah sebuah singularitas dalam ruang-waktu.

Dengan membalikkan arah waktu, Penrose dan Hawking membuktikan pernyataan bahwa jika relativitas umum (GR) benar, maka titik Big Bang pasti ada. Jadi hipotesis big bang menjadi teorema matematika, dan relativitas umum itu sendiri ternyata tidak lengkap: hukum-hukumnya dilanggar pada titik singularitas. Hal ini tidak mengherankan - lagipula, GTR adalah teori klasik, dan di wilayah kecil dekat singularitas, efek kuantum menjadi signifikan. Oleh karena itu, studi tentang lubang hitam dan alam semesta awal memerlukan penggunaan mekanika kuantum dan penciptaan teori terpadu - teori gravitasi kuantum.

Berhubungan dengan fenomena dunia mikro, mekanika kuantum berkembang secara independen dari relativitas umum. Fisika kuantum telah mengumpulkan beberapa pengalaman dalam menggabungkan berbagai jenis interaksi. Dengan demikian, interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah dapat digabungkan menjadi satu teori. Yakni, ternyata pembawa interaksi elektromagnetik (foton virtual) dan pembawa interaksi lemah (boson vektor) merupakan realisasi dari satu partikel dan menjadi tidak dapat dibedakan satu sama lain pada energi sekitar 100 GeV. Ada juga teori penyatuan besar, yaitu penyatuan interaksi elektrolemah dan kuat (namun, untuk mencapai energi penyatuan besar dan menguji teori-teori tersebut, diperlukan akselerator seukuran Tata Surya).

Semua teori ini tidak memasukkan gravitasi, karena gravitasi sangat kecil untuk partikel elementer. Namun, pada titik singularitas, gaya gravitasi, bersama dengan kelengkungan ruang-waktu, cenderung tak terhingga, sehingga pertimbangan bersama antara efek mekanika kuantum dan gravitasi menjadi tidak dapat dihindari. Hal ini membawa pada hasil yang mengejutkan berikut ini.

Menurut teorema Penrose–Hawking, jatuh ke dalam lubang hitam tidak dapat diubah. Namun, seperti diketahui, setiap proses ireversibel disertai dengan peningkatan entropi. Apakah lubang hitam memiliki entropi?

Hawking mencatat bahwa luas cakrawala peristiwa lubang hitam tidak berkurang seiring waktu (dan ketika materi jatuh ke dalam lubang hitam, ia bertambah), yaitu, ia memiliki semua sifat entropi. Rekannya dari Amerika, Bikenstein, mengusulkan agar luas cakrawala peristiwa lubang hitam dianggap sebagai ukuran entropinya. Objek Hawking: memiliki entropi, lubang hitam harus memiliki suhu dan karenanya memancarkan radiasi - bertentangan dengan definisi lubang hitam! - tapi kemudian dia sendiri yang menemukan mekanisme radiasi ini.

Sumber radiasinya ternyata adalah ruang hampa di dekat lubang hitam, tempat lahirnya pasangan partikel-antipartikel akibat fluktuasi energi kuantum. Salah satu anggota pasangan mempunyai energi positif, yang lain mempunyai energi negatif (jadi jumlahnya nol); partikel berenergi negatif dapat jatuh ke dalam lubang hitam, dan partikel berenergi positif dapat meninggalkan sekitarnya. Aliran partikel energi positif adalah radiasi lubang hitam; partikel dengan energi negatif mengurangi massanya - lubang hitam “menguap” dan menghilang seiring waktu, membawa serta singularitasnya. Hawking melihat hal ini sebagai indikasi pertama kemungkinan menghilangkan singularitas relativitas umum dengan menggunakan mekanika kuantum dan mengajukan pertanyaan: akankah mekanika kuantum memiliki efek serupa pada singularitas “besar”, yaitu apakah mekanika kuantum akan menghilangkan singularitas dari relativitas umum? Big Bang dan Big Bang?

Berita tentang topik tersebut

Teori relativitas umum klasik tidak memberikan pilihan: Alam Semesta yang mengembang lahir dari singularitas, dan kondisi awalnya tidak diketahui (GTR tidak bekerja pada “momen penciptaan”). Pada awalnya, Alam Semesta bisa saja teratur dan homogen, atau bisa juga sangat kacau. Namun, proses evolusi selanjutnya sangat bergantung pada kondisi di batas ruang-waktu ini. Dengan menggunakan metode Feynman yang menjumlahkan berbagai "lintasan" perkembangan Alam Semesta, Hawking, dalam kerangka teori gravitasi kuantum, memperoleh alternatif dari singularitas: ruang-waktu terbatas dan tidak memiliki singularitas dalam bentuk batas atau tepi (mirip dengan permukaan bumi, tetapi hanya dalam empat dimensi) . Dan karena tidak ada batasan, maka tidak diperlukan kondisi awal, yaitu tidak perlu memperkenalkan hukum baru yang menentukan perilaku alam semesta awal (atau menggunakan bantuan Tuhan). Maka Alam Semesta "...tidak akan tercipta, tidak dapat dimusnahkan. Ia akan ada begitu saja."

Tema Tuhan hadir di seluruh buku ini; Intinya, Hawking sedang berdiskusi dengan Tuhan. Berikut adalah kutipan yang merangkum diskusi ini.

"Dari gagasan bahwa ruang dan waktu merupakan permukaan tertutup, konsekuensi yang sangat penting juga mengikuti mengenai peran Tuhan dalam kehidupan Alam Semesta. Sehubungan dengan keberhasilan yang dicapai oleh teori-teori ilmiah dalam menggambarkan peristiwa, sebagian besar ilmuwan sampai pada keyakinan bahwa Tuhan mengizinkan Alam Semesta berkembang menurut suatu sistem hukum tertentu dan tidak mengganggu perkembangannya, tidak melanggar hukum-hukum tersebut.Tetapi hukum-hukum tersebut tidak memberi tahu kita apa pun tentang seperti apa Alam Semesta ketika pertama kali muncul - memutarbalikkan jam dan memilih permulaan masih merupakan pekerjaan Tuhan. Meskipun kita berpikir bahwa Alam Semesta mempunyai permulaan, kita dapat berpikir bahwa ia mempunyai Pencipta, namun jika Alam Semesta benar-benar tertutup sepenuhnya dan tidak memiliki batas atau tepian, maka seharusnya demikian. tidak memiliki awal dan akhir: hanya saja ", dan itu saja! Apakah masih ada tempat tersisa bagi Sang Pencipta?"

Inilah jawaban atas pertanyaan Einstein: Tuhan tidak mempunyai kebebasan untuk memilih kondisi awal.

Dengan menjumlahkan lintasan Feynman dalam ketiadaan batas ruang-waktu, Hawking menemukan bahwa Alam Semesta dalam keadaannya saat ini kemungkinan besar akan mengembang dengan cepat ke segala arah - sesuai dengan pengamatan terhadap latar belakang isotropik CMB. Lebih lanjut, karena asal mula waktu adalah titik yang mulus dan teratur dalam ruang dan waktu, maka Alam Semesta memulai evolusinya dari keadaan yang homogen dan teratur. Urutan awal ini menjelaskan adanya panah waktu termodinamika, yang menunjukkan arah waktu di mana ketidakteraturan (entropi) Alam Semesta meningkat.

Di bagian akhir bukunya, Hawking menjelaskan teori string, yang mengklaim dapat menyatukan seluruh fisika. Teori ini tidak membahas partikel, tetapi objek seperti string satu dimensi. Partikel diartikan sebagai getaran dawai, emisi dan serapan partikel - sebagai pemutusan dan penyatuan dawai. Namun, teori string tidak hanya menimbulkan kontradiksi dalam ruang 10 dimensi atau 26 dimensi. Mungkin, selama perkembangan Alam Semesta, hanya empat koordinat ruang-waktu kita yang “terbuka”, sementara sisanya ternyata terlipat menjadi ruang yang ukurannya sangat kecil.

Kenapa ini terjadi? Hawking memberikan jawabannya dari sudut pandang prinsip antropik: jika tidak, kondisi untuk perkembangan makhluk cerdas yang mampu mengajukan pertanyaan seperti itu tidak akan muncul. Faktanya, dalam kasus dimensi ruang yang lebih kecil, evolusi sulit dilakukan: misalnya, setiap lintasan dalam tubuh makhluk dua dimensi membaginya menjadi dua bagian. Di ruang berdimensi lebih tinggi, hukum tarik-menarik gravitasi akan berbeda, dan orbit planet-planet akan menjadi tidak stabil (“kita akan membeku atau terbakar”). Tentu saja, alam semesta lain juga mungkin terjadi, dengan jumlah koordinat terbuka yang berbeda, “...tetapi di wilayah seperti itu tidak akan ada makhluk cerdas yang dapat melihat variasi dimensi operasi ini.”

Hawking optimis terhadap prospek terciptanya teori terpadu yang menggambarkan Alam Semesta. Setelah menghilangkan tindakan penciptaan dari Tuhan, ia menugaskan Tuhan sebagai pencipta hukum-hukumnya. Ketika model matematika dibangun, pertanyaannya tetap mengapa Alam Semesta, yang mengikuti model ini, ada. Tidak terikat oleh kebutuhan untuk membangun teori-teori baru, para ilmuwan akan beralih ke penelitiannya. “Dan jika jawaban atas pertanyaan seperti itu ditemukan, maka ini akan menjadi kemenangan total bagi akal manusia, karena rencana Tuhan akan menjadi jelas bagi kita.”

Ringkasan buku Stephen Hawking "A Brief History of Time" disiapkan oleh Igor Yakovlev

Stephen Hawking, Leonard Mlodinow

Sejarah singkat waktu

Kata pengantar

Hanya empat huruf yang membedakan judul buku ini dengan judul yang pertama kali terbit pada tahun 1988. “A Brief History of Time” tetap berada di daftar buku terlaris London Sunday Times selama 237 minggu, dan setiap 750 orang di planet kita, dewasa atau anak-anak, membelinya. Sebuah keberhasilan yang luar biasa untuk sebuah buku yang membahas masalah-masalah tersulit dalam fisika modern. Namun, masalah-masalah ini bukan hanya masalah yang paling sulit, tetapi juga masalah yang paling menarik, karena masalah-masalah ini mengarahkan kita pada pertanyaan-pertanyaan mendasar: apa yang sebenarnya kita ketahui tentang Alam Semesta, bagaimana kita memperoleh pengetahuan ini, dari mana asal mula Alam Semesta dan di mana letaknya? itu terjadi? Pertanyaan-pertanyaan inilah yang menjadi pokok bahasan utama A Brief History of Time dan menjadi fokus buku ini. Setahun setelah terbitnya A Brief History of Time, tanggapan mulai berdatangan dari pembaca dari segala usia dan latar belakang di seluruh dunia. Banyak di antara mereka yang menyatakan keinginannya agar versi baru buku tersebut diterbitkan yang, dengan tetap mempertahankan esensi A Brief History of Time, akan menjelaskan konsep-konsep terpenting dengan cara yang lebih sederhana dan menghibur. Meskipun beberapa orang mengira buku ini adalah A Long History of Time, tanggapan dari para pembaca memperjelas bahwa sangat sedikit dari mereka yang ingin membaca risalah panjang yang membahas subjek ini pada tingkat kuliah kosmologi. Oleh karena itu, saat mengerjakan “Sejarah Waktu Terpendek”, kami melestarikan dan bahkan memperluas esensi dasar dari buku pertama, tetapi pada saat yang sama mencoba untuk menjaga volume dan aksesibilitas penyajiannya tidak berubah. Ini sebenarnya terpendek sejarah, karena kami telah menghilangkan beberapa aspek teknis semata, namun, menurut kami, kesenjangan ini lebih dari sekadar diisi dengan interpretasi materi yang lebih dalam, yang sebenarnya merupakan inti buku ini.

Kami juga memanfaatkan kesempatan ini untuk memperbarui informasi dan memasukkan data teoretis dan eksperimental terkini ke dalam buku ini. Sejarah Singkat Waktu menggambarkan kemajuan yang telah dicapai menuju teori terpadu yang lengkap belakangan ini. Secara khusus, ini menyangkut ketentuan terbaru teori string, dualitas gelombang-partikel, dan mengungkap hubungan antara berbagai teori fisika, yang menunjukkan adanya teori terpadu. Sedangkan untuk penelitian praktis, buku ini berisi hasil-hasil penting pengamatan terkini yang diperoleh, khususnya menggunakan satelit COBE (Cosmic Background Explorer) dan Teleskop Luar Angkasa Hubble.

Bab pertama

BERPIKIR TENTANG ALAM SEMESTA

Kita hidup di alam semesta yang aneh dan menakjubkan. Diperlukan imajinasi yang luar biasa untuk mengapresiasi usia, ukuran, keganasan bahkan keindahannya. Tempat yang ditempati orang-orang di ruang tanpa batas ini mungkin tampak tidak berarti. Namun kami mencoba memahami bagaimana seluruh dunia ini bekerja dan bagaimana kita, manusia, memandangnya.

Beberapa dekade yang lalu, seorang ilmuwan terkenal (ada yang bilang Bertrand Russell) memberikan kuliah umum tentang astronomi. Dia mengatakan bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari, dan pada gilirannya, berputar mengelilingi pusat sistem bintang luas yang disebut Galaksi kita. Di akhir ceramah, seorang wanita tua bertubuh kecil yang duduk di belakang berdiri dan berkata:

Anda telah memberi tahu kami omong kosong di sini. Kenyataannya, dunia ini bagaikan lempengan datar yang bertumpu pada punggung kura-kura raksasa.

Tersenyum dengan perasaan superior, ilmuwan itu bertanya:

Di atas apa kura-kura itu berdiri?

“Kamu adalah pemuda yang sangat cerdas,” jawab wanita tua itu. - Dia berdiri di atas kura-kura lain, dan seterusnya, ad infinitum!

Kebanyakan orang saat ini akan menganggap gambaran alam semesta, menara kura-kura yang tidak pernah berakhir ini, cukup lucu. Tapi apa yang membuat kita berpikir kita tahu lebih banyak?

Lupakan sejenak apa yang Anda ketahui—atau pikir Anda ketahui—tentang luar angkasa. Lihatlah ke langit malam. Menurut Anda, seperti apa semua titik bercahaya ini? Mungkinkah itu lampu kecil? Sulit bagi kita untuk menebak apa sebenarnya mereka, karena kenyataan ini terlalu jauh dari pengalaman kita sehari-hari.

Jika Anda sering mengamati langit malam, Anda mungkin memperhatikan percikan cahaya yang sulit dipahami tepat di atas cakrawala saat senja. Inilah Merkurius, planet yang sangat berbeda dengan planet kita. Sehari di Merkurius berlangsung selama dua pertiga tahunnya. Di sisi cerah, suhu mencapai lebih dari 400°C, dan di tengah malam suhu turun hingga hampir -200°C.

Namun betapapun berbedanya Merkurius dengan planet kita, lebih sulit lagi membayangkan bintang biasa - api raksasa yang membakar jutaan ton materi setiap detik dan memanas di pusatnya hingga puluhan juta derajat.

Hal lain yang sulit untuk dipikirkan adalah jarak ke planet dan bintang. Orang Tiongkok kuno membangun menara batu untuk melihat lebih dekat. Sangat wajar untuk percaya bahwa bintang dan planet jauh lebih dekat daripada yang sebenarnya, karena dalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah bersentuhan dengan jarak kosmik yang sangat jauh.

Jarak ini begitu jauh sehingga tidak ada gunanya menyatakannya dalam satuan konvensional - meter atau kilometer. Tahun cahaya digunakan sebagai gantinya (tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun). Dalam satu detik, seberkas cahaya menempuh jarak 300.000 kilometer, jadi satu tahun cahaya adalah jarak yang sangat jauh. Bintang terdekat dengan kita (setelah Matahari), Proxima Centauri, berjarak sekitar empat tahun cahaya. Jaraknya sangat jauh sehingga pesawat ruang angkasa tercepat yang sedang dirancang akan membutuhkan waktu sekitar sepuluh ribu tahun untuk mencapainya. Bahkan pada zaman dahulu, manusia berusaha memahami hakikat alam semesta, namun mereka tidak memiliki kemampuan yang bisa dibuka oleh ilmu pengetahuan modern, khususnya matematika. Saat ini kita mempunyai alat yang ampuh: alat mental, seperti matematika dan metode ilmiah, dan alat teknologi, seperti komputer dan teleskop. Dengan bantuan mereka, para ilmuwan telah mengumpulkan sejumlah besar informasi tentang luar angkasa. Tapi apa yang sebenarnya kita ketahui tentang Alam Semesta dan bagaimana kita mengetahuinya? Dari mana asalnya? Ke arah mana perkembangannya? Apakah hal ini mempunyai permulaan, dan jika memang demikian, apa yang terjadi? sebelum dia? Apa sifat waktu? Apakah ini akan berakhir? Apakah mungkin untuk kembali ke masa lalu? Penemuan-penemuan besar dalam bidang fisika baru-baru ini, yang sebagian disebabkan oleh teknologi baru, menawarkan jawaban atas beberapa pertanyaan lama ini. Mungkin suatu hari nanti jawaban-jawaban ini akan menjadi sejelas revolusi bumi mengelilingi matahari – atau mungkin sama anehnya dengan menara kura-kura. Hanya waktu (apa pun itu) yang akan menjawabnya.

Ilmuwan Inggris Stephen Hawking, yang dikenal sebagai bintang paling terang dalam astrofisika modern, meninggal dunia pada usia 76 tahun.

Hawking adalah salah satu ilmuwan yang memiliki pengaruh terbesar terhadap pemahaman modern kita tentang alam semesta dengan studinya tentang lubang hitam dan karya sains populer seperti A Brief History of Time. Lahir pada tahun 1942, warga Inggris ini dianggap sebagai salah satu pemikir terhebat di dunia dan dianggap oleh beberapa orang sebagai ilmuwan paling terkenal di dunia modern. Bagi ilmuwan lain, ia adalah simbol kemungkinan pikiran manusia yang tidak terbatas.

“Kepergiannya meninggalkan kekosongan intelektual. Tapi itu tidak kosong. Anggap saja sebagai semacam energi yang menembus struktur ruang-waktu yang tidak dapat diukur." , astrofisikawan dan penulis sains terkenal dunia Neil deGrasse Tyson men-tweet.

Pada usia 21 tahun, Profesor Hawking didiagnosis mengidap penyakit neuron motorik langka, dan dokter memperkirakan dia hanya bisa hidup beberapa tahun lagi. Namun, penyakitnya berkembang sangat lambat, menyebabkan dia harus bekerja selama lebih dari setengah abad sambil menggunakan kursi roda. Faktanya, Hawking adalah keajaiban medis - hanya 5 persen orang yang mengidap penyakit ini hidup lebih dari sepuluh tahun setelah diagnosis, tetapi dia hidup dengan penyakit itu selama lebih dari lima dekade. Ia sendiri mengatakan bahwa kondisi fisiknya tidak menjadi kendala berarti dalam karya ilmiahnya di bidang fisika teoretis, bahkan dalam arti tertentu membantunya.

Hawking kehilangan suaranya setelah menderita pneumonia parah dan komplikasi. Untuk sementara waktu, satu-satunya cara dia berkomunikasi adalah dengan mengeja kata secara harfiah, mengangkat alisnya ketika seseorang menunjuk huruf yang benar pada kartu khusus. Belakangan, seorang ahli komputer dari California bernama Walt Waltow mengiriminya program komputer yang disebut "Equalizer", yang dengannya profesor tersebut dapat memilih kata-kata dari menu di layar yang dikendalikan oleh tombol di tangannya. Ini, dikombinasikan dengan penyintesis ucapan, menjadi suara "elektronik" khas Hawking.

Penyakit itu tidak mengganggu kehidupan pribadinya. Pada tahun 1965, ia menikahi cinta masa mudanya, Jane Wilde, meskipun saat itu ia sudah didiagnosis mengidap penyakit yang mengerikan. Pernikahan mereka berlangsung selama 26 tahun dan berakhir dengan kesalahpahaman, namun Hawking menjadi ayah dari tiga anak.

Pada tahun 1995, ia menikah keduanya dengan Elaine Mason, seorang perawat yang kemudian merawatnya. Mereka tetap bersama hingga tahun 2006.
Hawking bersama istri keduanya Elaine Mason

Ilmuwan Inggris ini terkenal karena karyanya tentang lubang hitam dan relativitas, dan merupakan salah satu ilmuwan yang paling mempengaruhi pemahaman modern tentang Alam Semesta.

Pada usia 17 tahun, Hawking mendapat tempat di Oxford. Pada tahun 1971, bersama Sir Roger Penrose, mereka memberikan dukungan matematis untuk teori Big Bang: mereka menunjukkan bahwa jika teori relativitas benar, maka pasti ada titik lubang cacing di ruang-waktu. Mereka juga menciptakan teori Hawking-Penrose tentang perkembangan awal alam semesta setelah Big Bang dan ekspansi eksponensialnya dari suhu dan kepadatan yang jauh lebih tinggi.
Hawking percaya bahwa masa depan spesies manusia terletak pada ruang angkasa.

Hawking juga menyatakan bahwa segera setelah Big Bang, lubang hitam purba terbentuk dan menguap hampir seketika. Ia kemudian menemukan bahwa lubang hitam memancarkan energi dan menguap, sebuah fenomena yang kemudian dikenal sebagai Radiasi Hawking.

Selama bertahun-tahun, dia telah mengembangkan teori lain tentang lubang hitam, termasuk gagasan bahwa lubang hitam dapat mengarah ke alam semesta lain.

Pada awal tahun 1980-an, ia mengusulkan bahwa meskipun Alam Semesta tidak memiliki batas, namun ia memiliki ukuran ruangwaktu yang terbatas. Bukti matematis dari teori ini diberikan beberapa saat kemudian. Menurutnya, alam semesta tidak terbatas, namun terbatas.

Karya Stephen Hawking di bidang astrofisika menempatkannya di antara ilmuwan paling bergengsi di dunia saat ini. Ia dianugerahi 12 gelar kehormatan, Order of the British Empire dan US Presidential Medal of Freedom. Selama 30 tahun ia menjadi Profesor Matematika Lucasian di Universitas Cambridge, posisi yang dipegang oleh Isaac Newton dan ilmuwan terkenal lainnya. Meskipun Hawking pensiun pada tahun 2009, ia terus bekerja di universitas tersebut. Barack Obama menghadiahkan Hawking Presidential Medal of Freedom AS

Karyanya dalam mempopulerkan ilmu pengetahuan memberinya ketenaran dan kejayaan yang luas. A Brief History of Time, diterbitkan pada tahun 1988, menjadi buku terlaris Sunday Times selama 237 minggu - hampir lima tahun - dengan lebih dari 10 juta eksemplar terjual dan diterjemahkan ke dalam banyak bahasa. Buku ini menjelaskan dengan jelas struktur, asal usul dan perkembangan Alam Semesta, mengeksplorasi fenomena seperti Big Bang dan dasar-dasar mekanika kuantum.

Dalam sebuah wawancara dengan New Scientist sesaat sebelum ulang tahunnya yang ke-70, fisikawan tersebut mengatakan salah satu pencapaian fisika terbesar dalam kariernya adalah penemuan satelit COBE mengenai variasi kecil suhu radiasi latar gelombang mikro kosmik yang tersisa dari Big Bang.

Hawking percaya bahwa masa depan spesies manusia terletak pada ruang angkasa. Dia telah berulang kali menyatakan bahwa manusia tidak akan bertahan hidup jika mereka hanya tinggal di Bumi karena sifat invasif kita.

Kehidupan uniknya telah berulang kali menarik perhatian para pembuat film dokumenter dan pembuat film, dan pada tahun 2014, sebuah film biografi tentang dirinya, "Stephen Hawking Universe," dibuat tentang dirinya, dibintangi oleh Eddie Redmayne sebagai Hawking. Selain itu, ilmuwan tersebut telah tampil di beberapa acara televisi, antara lain The Simpsons, Red Dwarf, dan The Big Bang Theory.
Pada pemutaran perdana film biografi "Stephen Hawking's Universe"

Selain karya ilmiahnya, Hawking juga dikenal dengan pernyataan-pernyataan visionernya. Berikut beberapa di antaranya:

Tujuan saya sederhana. Ini adalah pemahaman lengkap tentang alam semesta, mengapa alam semesta demikian adanya, dan mengapa alam semesta ada.
Menurut saya, otak adalah komputer yang berhenti bekerja ketika komponen-komponennya rusak. Tidak ada surga atau akhirat bagi komputer yang rusak; Ini adalah kisah dongeng untuk orang-orang yang takut akan kegelapan.
Menurut saya, penjelasan yang paling sederhana adalah bahwa Tuhan tidak ada. Tidak ada seorang pun yang menciptakan alam semesta, dan tidak ada seorang pun yang mengendalikan nasib kita. Hal ini membawa saya pada kesadaran mendalam bahwa mungkin tidak ada surga atau akhirat. Kita mempunyai waktu seumur hidup untuk mengapresiasi rancangan besar alam semesta, dan untuk itu saya sangat bersyukur.
Ingatlah untuk melihat bintang-bintang dan bukan pada kaki Anda.
Hidup akan menjadi tragis jika tidak lucu.
Harapan saya berkurang menjadi nol ketika saya berusia 21 tahun. Segala sesuatu sejak saat itu adalah bonus.
Orang yang menyombongkan kecerdasannya adalah pecundang.
Kita hanyalah spesies kera progresif di sebuah planet kecil di sebuah bintang yang sangat kecil. Tapi kita bisa memahami alam semesta. Itu mengubah kita menjadi sesuatu yang istimewa.

Tag: ,

Stephen Hawking

SEJARAH SINGKAT WAKTU.

Dari big bang hingga lubang hitam

Ucapan Terima Kasih

Buku ini didedikasikan untuk Jane

Terlepas dari kenyataan bahwa saya menderita sklerosis lateral amiotrofik, hampir dalam segala hal saya beruntung. Bantuan dan dukungan yang diberikan oleh istri saya Jane dan anak-anak Robert, Lucy dan Timothy memungkinkan saya menjalani kehidupan yang cukup normal dan mencapai kesuksesan di tempat kerja. Saya juga beruntung karena memilih fisika teoretis, karena semuanya cocok di kepala saya. Oleh karena itu, kelemahan fisik saya tidak menjadi suatu kerugian yang serius. Rekan-rekan ilmiah saya, tanpa terkecuali, selalu memberikan bantuan yang maksimal.

Saya berterima kasih kepada banyak orang yang telah membaca versi awal buku ini atas saran-sarannya mengenai bagaimana buku ini dapat diperbaiki. Oleh karena itu, Peter Gazzardi, editor saya di Bantam Books, mengirimi saya surat demi surat berisi komentar dan pertanyaan tentang bagian-bagian yang menurutnya penjelasannya buruk. Memang benar, saya cukup kesal ketika menerima banyak sekali daftar perbaikan yang direkomendasikan, namun Gazzardi benar sekali. Saya yakin buku ini menjadi lebih baik karena Gazzardi berusaha mengatasi kesalahan-kesalahan yang ada.

Saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada asisten saya Colin Williams, David Thomas dan Raymond Laflamme, sekretaris saya Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dan Sue Macy serta perawat saya. Saya tidak dapat mencapai apa pun jika semua biaya penelitian ilmiah dan perawatan medis yang diperlukan tidak ditanggung oleh Gonville dan Caius College, Dewan Riset Sains dan Teknologi, serta Yayasan Leverhulme, MacArthur, Nuffield, dan Ralph Smith. Saya sangat berterima kasih kepada mereka semua.

Kata pengantar

Kita hidup, hampir tidak memahami apa pun tentang struktur dunia. Kita tidak memikirkan mekanisme apa yang menghasilkan sinar matahari yang menjamin keberadaan kita, kita tidak memikirkan tentang gravitasi, yang membuat kita tetap berada di Bumi, mencegahnya melemparkan kita ke luar angkasa. Kita tidak tertarik pada atom-atom penyusun kita dan pada stabilitas yang pada dasarnya kita bergantung pada diri kita sendiri. Kecuali anak-anak (yang masih terlalu sedikit pengetahuannya untuk tidak menanyakan pertanyaan serius seperti itu), hanya sedikit orang yang bertanya-tanya mengapa alam seperti ini, dari mana asal mula kosmos, dan apakah alam semesta selalu ada? Tidak bisakah waktu suatu hari diputar kembali sehingga akibat mendahului sebab? Apakah pengetahuan manusia ada batasnya yang tidak dapat diatasi? Bahkan ada anak-anak (saya pernah bertemu mereka) yang ingin tahu seperti apa lubang hitam, partikel terkecil dari materi apa? mengapa kita mengingat masa lalu dan bukan masa depan? Jika sebelumnya memang ada kekacauan, lalu bagaimana ketertiban bisa tercipta sekarang? dan mengapa alam semesta ada?

Dalam masyarakat kita, orang tua dan guru biasanya menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan hanya mengangkat bahu atau meminta bantuan dari referensi legenda agama yang samar-samar diingat. Sebagian orang tidak menyukai topik-topik seperti itu karena secara gamblang mengungkapkan sempitnya pemahaman manusia.

Namun perkembangan filsafat dan ilmu pengetahuan alam mengalami kemajuan terutama berkat pertanyaan-pertanyaan seperti ini. Semakin banyak orang dewasa yang menunjukkan minat pada mereka, dan jawabannya terkadang sama sekali tidak terduga bagi mereka. Berbeda dalam skala atom dan bintang, kita mendorong cakrawala eksplorasi untuk mencakup hal-hal yang sangat kecil dan sangat besar.

Pada musim semi tahun 1974, sekitar dua tahun sebelum pesawat ruang angkasa Viking mencapai permukaan Mars, saya berada di Inggris pada sebuah konferensi yang diselenggarakan oleh Royal Society of London tentang kemungkinan pencarian peradaban luar bumi. Saat rehat kopi, saya melihat pertemuan yang jauh lebih besar terjadi di ruang sebelah dan, karena penasaran, saya memasukinya. Jadi saya menyaksikan ritual yang sudah berlangsung lama - penerimaan anggota baru ke Royal Society, yang merupakan salah satu asosiasi ilmuwan tertua di planet ini. Di depan, seorang pemuda yang duduk di kursi roda sedang perlahan-lahan menuliskan namanya di sebuah buku, yang halaman sebelumnya diberi tanda tangan Isaac Newton. Ketika dia akhirnya selesai menandatangani, para penonton bertepuk tangan. Stephen Hawking sudah menjadi legenda saat itu.

Hawking sekarang menduduki kursi matematika di Universitas Cambridge, yang pernah ditempati oleh Newton dan kemudian oleh P. A. M. Dirac - dua peneliti terkenal yang mempelajari satu - yang terbesar, dan yang lainnya - yang terkecil. Hawking adalah penerus mereka yang layak. Buku populer pertama karya Hokippa ini memuat banyak hal bermanfaat bagi khalayak luas. Buku ini menarik tidak hanya karena keluasan isinya, tetapi juga memungkinkan Anda melihat bagaimana pemikiran penulisnya bekerja. Anda akan menemukan di dalamnya wahyu yang jelas tentang batas-batas fisika, astronomi, kosmologi, dan keberanian.

Tapi ini juga buku tentang Tuhan... atau mungkin tentang ketiadaan Tuhan. Kata "Tuhan" sering muncul di halaman-halamannya. Hawking berupaya menemukan jawaban atas pertanyaan terkenal Einstein tentang apakah Tuhan punya pilihan ketika menciptakan alam semesta. Hawking sedang mencoba, seperti yang dia tulis sendiri, untuk mengungkap rencana Tuhan. Yang lebih tidak terduga adalah kesimpulannya (setidaknya sementara).