Isang maikling kasaysayan ni Stephen. Ang istraktura ng Uniberso - sa mga simpleng termino

Mga Pasasalamat

Ang libro ay nakatuon kay Jane

Nagpasya akong subukang magsulat ng isang sikat na libro tungkol sa espasyo at oras pagkatapos kong magbigay ng Loeb Lectures sa Harvard noong 1982. Sa oras na iyon ay mayroon nang ilang mga libro na nakatuon sa unang bahagi ng Uniberso at mga black hole, parehong napakahusay, halimbawa ang aklat ni Steven Weinberg na "The First Three Minutes," at napakasama, na hindi na kailangang pangalanan dito. Ngunit tila sa akin ay wala sa kanila ang aktwal na tumugon sa mga tanong na nag-udyok sa akin na pag-aralan ang cosmology at quantum theory: saan nagmula ang uniberso? paano at bakit ito nabuo? matatapos ba ito, at kung mangyayari, paano? Ang mga tanong na ito ay interesado sa ating lahat. Ngunit ang modernong agham ay napakayaman sa matematika, at iilan lamang sa mga espesyalista ang may sapat na kaalaman sa huli upang maunawaan ito. Gayunpaman, ang mga pangunahing ideya tungkol sa kapanganakan at karagdagang kapalaran ng Uniberso ay maaaring iharap nang walang tulong ng matematika sa paraang mauunawaan sila kahit na sa mga taong hindi nakatanggap ng pang-agham na edukasyon. Ito ang sinubukan kong gawin sa aking libro. Nasa mambabasa kung gaano ako matagumpay.

Sinabihan ako na ang bawat formula na kasama sa libro ay magbabawas sa bilang ng mga mamimili sa kalahati. Pagkatapos ay nagpasya akong gawin nang walang mga formula sa kabuuan. Totoo, sa huli ay sumulat pa rin ako ng isang equation - ang sikat na Einstein equation na E=mc^2. Sana ay hindi ito matakot sa kalahati ng aking mga potensyal na mambabasa.

Bukod sa ang katunayan na ako ay nagkasakit ng amyotrophic lateral sclerosis, pagkatapos ay sa halos lahat ng iba pa ay masuwerte ako. Ang tulong at suporta na natanggap ko mula sa aking asawang si Jane at sa aking mga anak na sina Robert, Lucy at Timothy ay nagbigay-daan sa akin na mamuhay ng medyo normal at makamit ang tagumpay sa trabaho. Maswerte din ako na pinili ko ang teoretikal na pisika, dahil ang lahat ng ito ay umaangkop sa aking ulo. Samakatuwid, ang aking pisikal na kahinaan ay hindi naging isang malubhang kawalan. Ang aking mga kasamahang siyentipiko, nang walang pagbubukod, ay palaging nagbibigay sa akin ng maximum na tulong.

Sa una, "klasikong" yugto ng aking trabaho, ang aking mga pinakamalapit na katulong at katuwang ay sina Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter at George Ellis. Nagpapasalamat ako sa kanila para sa kanilang tulong at para sa kanilang pakikipagtulungan. Ang yugtong ito ay nagtapos sa paglalathala ng aklat na "Malaking estruktura ng espasyo-oras," na isinulat namin ni Ellis noong 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Malaking sukat na istruktura ng espasyo-oras. M.: Mir, 1976).

Sa ikalawa, ang "quantum" na yugto ng aking trabaho, na nagsimula noong 1974, pangunahing nakatrabaho ko sina Gary Gibbons, Don Page, at Jim Hartle. Malaki ang utang ko sa kanila, gayundin sa mga nagtapos kong estudyante, na nagbigay sa akin ng napakalaking tulong kapwa sa "pisikal" at sa "teoretikal" na kahulugan ng salita. Ang pangangailangang makipagsabayan sa mga nagtapos na mga mag-aaral ay isang napakahalagang motivator at, sa palagay ko, nagpigil sa akin na hindi makaalis sa burak.

Malaki ang naitulong sa akin ni Brian Witt, isa sa mga estudyante ko, habang gumagawa ng libro. Noong 1985, pagkatapos i-sketch ang unang magaspang na balangkas ng aklat, nagkasakit ako ng pulmonya. Kinailangan kong sumailalim sa operasyon, at pagkatapos ng tracheotomy ay tumigil ako sa pagsasalita, at sa gayon ay halos nawalan ako ng kakayahang makipag-usap. Akala ko hindi ko na matatapos ang libro. Ngunit hindi lamang ako tinulungan ni Brian na baguhin ito, ngunit tinuruan din ako kung paano gamitin ang programa sa komunikasyon sa kompyuter ng Living Center, na ibinigay sa akin ni Walt Waltosh, isang empleyado ng Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Sa tulong nito, makakasulat ako ng mga libro at artikulo, at makakausap din ang mga tao sa pamamagitan ng speech synthesizer na ibinigay sa akin ng isa pang kumpanya ng Sunnyvale, Speech Plus. In-install ni David Mason ang synthesizer na ito at isang maliit na personal na computer sa aking wheelchair. Binago ng sistemang ito ang lahat: naging mas madali para sa akin na makipag-usap kaysa bago ako mawalan ng boses.

Tungkol saan ang A Brief History of Time ni Stephen Hawking?

Mula sa mga bukas na mapagkukunan

Ngayon, Marso 14, ang sikat na English theoretical physicist na si Stephen Hawking ay namatay sa edad na 77. ang site ay nag-publish ng isang buod ng kanyang sikat na libro sa agham na "Isang Maikling Kasaysayan ng Oras: Mula sa Big Bang hanggang sa Black Holes" (1988), na naging isang bestseller

Ang aklat ng namumukod-tanging Ingles na physicist na si Stephen Hawking, "A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes," ay nakatuon sa paghahanap ng sagot sa tanong ni Einstein: "Anong pagpipilian ang mayroon ang Diyos noong nilikha niya ang Uniberso?" Binalaan na ang bawat pormula na kasama sa aklat ay magbabawas sa bilang ng mga mamimili, inilatag ni Hawking sa madaling gamitin na wika ang mga ideya ng quantum theory of gravity, isang hindi pa natapos na sangay ng physics na pinagsasama ang pangkalahatang relativity at quantum mechanics.

Nagsisimula ang libro sa isang kuwento tungkol sa ebolusyon ng mga ideya ng tao tungkol sa Uniberso: mula sa celestial spheres ng geocentric system ni Aristotle at Ptolemy hanggang sa pagsasakatuparan ng katotohanan na ang Araw ay isang ordinaryong dilaw na bituin na may average na laki sa isa sa mga armas. ng spiral galaxy - kabilang sa daan-daang bilyong iba pang mga kalawakan sa nakikitang bahagi ng Uniberso. Ang pagtuklas ng redshift ng spectra ng mga bituin sa ibang mga kalawakan ay nangangahulugan na ang Uniberso ay lumalawak, at ito ay humantong sa big bang hypothesis: sampu o dalawampung bilyong taon na ang nakalilipas, ang lahat ng mga bagay sa Uniberso ay maaaring matatagpuan sa isang lugar na may walang katapusan. mataas na density (singularity point).

Balita sa paksa

Ang Big Bang ay nagsisilbing simula ng panahon. Walang sagot sa tanong kung ano ang nangyari bago ang Big Bang, dahil ang mga batas sa siyensiya ay huminto sa paggana sa punto ng singularidad; ang kakayahang mahulaan ang hinaharap ay nawala, at samakatuwid, kung may nangyari "noon", hindi ito makakaapekto sa kasalukuyang mga kaganapan sa anumang paraan. Pagkatapos ng Big Bang, dalawang senaryo ang posible: alinman sa pagpapalawak ng Uniberso ay magpapatuloy magpakailanman, o sa isang punto ay titigil ito at mapupunta sa isang compression phase, na magtatapos sa pagbabalik sa singularity - ang Big Bang. Ito ay hindi malinaw kung aling pagpipilian ang maisasakatuparan - ito ay nakasalalay sa mga distansya sa pagitan ng mga kalawakan at ang kabuuang masa ng bagay sa Uniberso, at ang mga dami na ito ay hindi tiyak na nalalaman.

Ang mga singularidad ay maaaring umiral sa Uniberso kahit pagkatapos ng Big Bang. Ang isang bituin, na naubos ang nukleyar na gasolina, ay nagsisimulang lumiit, at sa isang sapat na malaking masa ay hindi nito mapaglabanan ang pagbagsak ng gravitational, na nagiging isang itim na butas. Kaya, ipinakita ng English mathematician at physicist na si Roger Penrose na ang dami ng bituin ay may posibilidad na zero, at ang density ng bagay nito at ang curvature ng space-time ay may posibilidad na infinity. Sa madaling salita, ang black hole ay isang singularity sa space-time.

Sa pamamagitan ng pagbaligtad sa direksyon ng oras, pinatunayan ni Penrose at Hawking ang pag-aangkin na kung totoo ang pangkalahatang relativity (GR), kung gayon ang Big Bang point ay dapat na umiiral. Kaya't ang big bang hypothesis ay naging isang mathematical theorem, at ang pangkalahatang relativity mismo ay naging hindi kumpleto: ang mga batas nito ay nilabag sa singularity point. Ito ay hindi nakakagulat - pagkatapos ng lahat, ang GTR ay isang klasikal na teorya, at sa isang maliit na rehiyon ng espasyo na malapit sa singularity, ang mga quantum effect ay nagiging makabuluhan. Kaya, ang pag-aaral ng mga black hole at ang unang bahagi ng Uniberso ay nangangailangan ng paggamit ng quantum mechanics at ang paglikha ng isang pinag-isang teorya - ang quantum theory ng gravity.

Ang pagharap sa mga phenomena ng microworld, ang quantum mechanics ay binuo nang hiwalay sa pangkalahatang relativity. Ang quantum physics ay nakaipon ng ilang karanasan sa pagsasama-sama ng iba't ibang uri ng pakikipag-ugnayan. Kaya, posible na pagsamahin ang electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan sa isang teorya. Ibig sabihin, ang mga carrier ng electromagnetic na pakikipag-ugnayan (virtual photon) at ang mga carrier ng mahina na pakikipag-ugnayan (vector boson) ay mga pagsasakatuparan ng isang butil at nagiging hindi makilala sa bawat isa sa mga enerhiya na halos 100 GeV. Mayroon ding mga grand unification theories, iyon ay, ang unification ng electroweak at strong interactions (gayunpaman, para makamit ang energies ng grand unification at masubukan ang mga theories na ito, kailangan ng accelerator na kasing laki ng Solar System).

Ang lahat ng mga teoryang ito ay hindi kasama ang gravity, dahil ito ay napakaliit para sa elementarya na mga particle. Gayunpaman, sa punto ng singularity, ang mga puwersa ng gravitational, kasama ang curvature ng space-time, ay may posibilidad na infinity, upang ang magkasanib na pagsasaalang-alang ng quantum mechanical at gravitational effect ay nagiging hindi maiiwasan. Ito ay humahantong sa mga sumusunod na nakakagulat na mga resulta.

Ayon sa Penrose–Hawking theorem, ang pagbagsak sa isang black hole ay hindi maibabalik. Ngunit, tulad ng nalalaman, ang bawat hindi maibabalik na proseso ay sinamahan ng pagtaas ng entropy. May entropy ba ang black hole?

Sinabi ni Hawking na ang lugar ng horizon ng kaganapan ng isang black hole ay hindi bumababa sa paglipas ng panahon (at kapag ang bagay ay nahulog sa isang black hole, ito ay tumataas), iyon ay, mayroon itong lahat ng mga katangian ng entropy. Iminungkahi ng kanyang Amerikanong kasamahan na si Bikenstein na ang lugar ng horizon ng kaganapan ng black hole ay ituring na isang sukatan ng entropy nito. Mga bagay sa Hawking: pagkakaroon ng entropy, ang isang itim na butas ay dapat na may temperatura at samakatuwid ay nagliliwanag - taliwas sa mismong kahulugan ng isang itim na butas! - ngunit kalaunan ay natuklasan niya mismo ang mekanismo ng radiation na ito.

Ang pinagmulan ng radiation ay lumalabas na isang vacuum malapit sa isang black hole, kung saan ang mga pares ng particle-antiparticle ay ipinanganak dahil sa quantum fluctuations ng enerhiya. Ang isang miyembro ng pares ay may positibong enerhiya, ang isa ay may negatibong enerhiya (kaya ang kabuuan ay zero); ang isang particle na may negatibong enerhiya ay maaaring mahulog sa isang black hole, at ang isang particle na may positibong enerhiya ay maaaring umalis sa paligid nito. Ang daloy ng mga particle ng positibong enerhiya ay ang radiation ng black hole; ang mga particle na may negatibong enerhiya ay binabawasan ang masa nito - ang itim na butas ay "sumingaw" at nawawala sa paglipas ng panahon, na dinadala ang singularidad dito. Nakita ito ni Hawking bilang unang indikasyon ng posibilidad na alisin ang mga singularidad ng pangkalahatang relativity gamit ang quantum mechanics at nagtatanong: magkakaroon ba ng katulad na epekto ang quantum mechanics sa "big" singularities, iyon ay, aalisin ba ng quantum mechanics ang singularities ng Big Bang at ang Big Bang?

Balita sa paksa

Ang klasikal na pangkalahatang teorya ng relativity ay walang pagpipilian: ang lumalawak na Uniberso ay ipinanganak mula sa isang singularity, at ang mga paunang kondisyon ay hindi alam (GTR ay hindi gumagana sa "sandali ng paglikha"). Sa paunang sandali, ang Uniberso ay maaaring maayos at homogenous, o maaari itong maging napakagulo. Ang karagdagang proseso ng ebolusyon, gayunpaman, ay lubos na nakadepende sa mga kondisyon sa hangganang ito ng espasyo-panahon. Gamit ang paraan ni Feynman sa pagbubuod sa iba't ibang "trajectory" ng pag-unlad ng Uniberso, si Hawking, sa loob ng balangkas ng quantum theory of gravity, ay nakakuha ng alternatibo sa singularity: space-time ay may hangganan at walang singularity sa anyo ng isang hangganan o gilid (ito ay katulad ng ibabaw ng Earth, ngunit sa apat na dimensyon lamang) . At dahil walang hangganan, hindi na kailangan ng mga paunang kundisyon dito, ibig sabihin, hindi na kailangang magpakilala ng mga bagong batas na tumutukoy sa pag-uugali ng unang Uniberso (o gumamit sa tulong ng Diyos). Pagkatapos ang Uniberso "... hindi sana nalikha, hindi ito masisira. Ito ay umiiral na."

Ang tema ng Diyos ay naroroon sa buong aklat; Sa esensya, nakikipag-usap si Hawking sa Diyos. Narito ang isang quote na nagbubuod sa talakayang ito.

"Mula sa ideya na ang espasyo at oras ay bumubuo ng isang saradong ibabaw, ang napakahalagang mga kahihinatnan ay sumusunod din tungkol sa papel ng Diyos sa buhay ng Uniberso. Kaugnay ng mga tagumpay na nakamit ng mga siyentipikong teorya sa paglalarawan ng mga kaganapan, karamihan sa mga siyentipiko ay dumating sa paniniwala na pinahihintulutan ng Diyos na umunlad ang Uniberso ayon sa isang tiyak na sistema ng mga batas at hindi nakakasagabal sa pag-unlad nito, hindi lumalabag sa mga batas na ito. Ngunit ang mga batas ay walang sinasabi sa atin kung ano ang hitsura ng Uniberso noong una itong lumitaw - paikot-ikot sa orasan at pagpili ng simula ay maaari pa ring gawain ng Diyos. Habang iniisip natin na ang Uniberso ay may simula, maaari nating isipin na ito ay may Lumikha, ngunit kung ang Uniberso ay tunay na ganap na sarado at walang mga hangganan o gilid, dapat itong walang simula o wakas: ito ay ", at iyon lang! Mayroon bang anumang lugar na natitira para sa Lumikha?"

Narito ang sagot sa tanong ni Einstein: Ang Diyos ay walang kalayaang pumili ng mga unang kondisyon.

Sa pamamagitan ng pagbubuod sa mga tilapon ng Feynman sa kawalan ng mga hangganan ng espasyo-oras, nalaman ni Hawking na ang Uniberso sa kasalukuyang estado nito ay malamang na mabilis na lumawak sa lahat ng direksyon - bilang pagsang-ayon sa mga obserbasyon ng isotropic na background ng CMB. Dagdag pa, dahil ang pinagmulan ng oras ay isang makinis, regular na punto sa espasyo at oras, kung gayon ang Uniberso ay nagsimula ng ebolusyon nito mula sa isang homogenous, ordered state. Ang paunang pagkakasunud-sunod na ito ay nagpapaliwanag ng pagkakaroon ng isang thermodynamic na arrow ng oras, na nagpapahiwatig ng direksyon ng oras kung saan tumataas ang kaguluhan (entropy) ng Uniberso.

Sa huling bahagi ng aklat, inilalarawan ni Hawking ang teorya ng string, na nagsasabing pinag-iisa ang lahat ng pisika. Ang teoryang ito ay hindi nakikitungo sa mga particle, ngunit sa mga bagay tulad ng isang-dimensional na mga string. Ang mga particle ay binibigyang-kahulugan bilang mga vibrations ng mga string, paglabas at pagsipsip ng mga particle - bilang pagsira at pagsali ng mga string. Gayunpaman, ang teorya ng string ay hindi humahantong sa mga kontradiksyon lamang sa 10-dimensional o 26-dimensional na espasyo. Marahil, sa panahon ng pag-unlad ng Uniberso, apat lamang na mga coordinate ng ating space-time ang "nagbukas," habang ang natitira ay nakatiklop sa isang espasyo ng hindi gaanong maliit na sukat.

Bakit nangyari? Ibinigay ni Hawking ang sagot mula sa pananaw ng tinatawag na anthropic na prinsipyo: kung hindi, ang mga kondisyon para sa pag-unlad ng mga matatalinong nilalang na may kakayahang magtanong ng ganoong tanong ay hindi bumangon. Sa katunayan, sa kaso ng isang mas maliit na dimensyon ng espasyo, ang ebolusyon ay mahirap: halimbawa, ang bawat pagdaan sa katawan ng isang dalawang-dimensional na nilalang ay hinahati ito sa dalawang bahagi. Sa mga espasyong may mas matataas na dimensyon, ang batas ng gravitational attraction ay mag-iiba, at ang mga orbit ng mga planeta ay magiging hindi stable ("we would then either freeze or burn"). Siyempre, posible rin ang ibang mga uniberso, na may iba't ibang bilang ng mga nakabukas na coordinate, "... ngunit sa mga lugar na iyon ay walang matatalinong nilalang na makakakita ng iba't ibang sukat ng pagpapatakbo."

Si Hawking ay optimistiko tungkol sa mga prospect para sa paglikha ng isang pinag-isang teorya na naglalarawan sa Uniberso. Sa pag-alis ng gawa ng paglikha mula sa Diyos, itinalaga niya sa Diyos ang tungkulin ng lumikha ng mga batas nito. Kapag ang isang mathematical model ay binuo, ang tanong ay nananatili kung bakit ang Uniberso, na sumusunod sa modelong ito, ay umiiral sa lahat. Hindi nakasalalay sa pangangailangan na bumuo ng mga bagong teorya, ang mga siyentipiko ay babalik sa pananaliksik nito. “At kung masusumpungan ang sagot sa ganoong tanong, ito ay magiging isang ganap na tagumpay ng katwiran ng tao, dahil magiging malinaw sa atin ang plano ng Diyos.”

Buod ng aklat ni Stephen Hawking na "A Brief History of Time" na inihanda ni Igor Yakovlev

Stephen Hawking, Leonard Mlodinow

Maikling kasaysayan ng panahon

Paunang Salita

Apat na letra lamang ang nagpapakilala sa pamagat ng aklat na ito mula sa pamagat ng unang inilathala noong 1988. Ang "Isang Maikling Kasaysayan ng Panahon" ay nanatili sa listahan ng London Sunday Times bestseller sa loob ng 237 linggo, at bawat ika-750 na tao sa ating planeta, matanda o bata, ay bumili nito. Isang kahanga-hangang tagumpay para sa isang aklat na nakatuon sa pinakamahirap na problema ng modernong pisika. Gayunpaman, hindi lamang ito ang pinakamahirap, kundi pati na rin ang pinakakapana-panabik na mga problema, dahil tinutugunan tayo ng mga ito sa mga pangunahing katanungan: ano ba talaga ang alam natin tungkol sa Uniberso, paano natin nakuha ang kaalamang ito, saan nagmula ang Uniberso at saan pupunta? Ang mga tanong na ito ang naging pangunahing paksa ng Isang Maikling Kasaysayan ng Panahon at naging pokus ng aklat na ito. Isang taon pagkatapos ng publikasyon ng A Brief History of Time, nagsimulang bumuhos ang mga tugon mula sa mga mambabasa sa lahat ng edad at background sa buong mundo. Marami sa kanila ang nagpahayag ng pagnanais na mailathala ang isang bagong bersyon ng aklat na, habang pinapanatili ang kakanyahan ng Isang Maikling Kasaysayan ng Panahon, ay magpapaliwanag ng pinakamahalagang konsepto sa mas simple at mas nakakaaliw na paraan. Bagaman maaaring inaasahan ng ilan na ito ay A Long History of Time, ang tugon ng mga mambabasa ay nilinaw na kakaunti sa kanila ang sabik na magbasa ng isang mahabang treatise na sumasaklaw sa paksa sa antas ng kurso sa kolehiyo sa kosmolohiya. Samakatuwid, habang nagtatrabaho sa "Ang Pinakamaikling Kasaysayan ng Panahon," napanatili at pinalawak pa namin ang pangunahing kakanyahan ng unang libro, ngunit sa parehong oras ay sinubukang iwanan ang dami at accessibility ng presentasyon na hindi nagbabago. Ito ay sa katunayan pinakamaikli kasaysayan, dahil inalis natin ang ilang puro teknikal na aspeto, gayunpaman, tulad ng sa tingin natin, ang puwang na ito ay higit na puno ng mas malalim na interpretasyon ng materyal, na tunay na bumubuo sa core ng libro.

Sinamantala rin namin ang pagkakataong i-update ang impormasyon at isama ang pinakabagong teoretikal at pang-eksperimentong data sa aklat. Ang Maikling Kasaysayan ng Panahon ay naglalarawan sa pag-unlad na nagawa tungo sa isang kumpletong pinag-isang teorya sa mga kamakailang panahon. Sa partikular, ito ay may kinalaman sa pinakabagong mga probisyon ng string theory, wave-particle duality, at inilalantad ang koneksyon sa pagitan ng iba't ibang pisikal na teorya, na nagpapahiwatig na may pinag-isang teorya. Tulad ng para sa praktikal na pananaliksik, naglalaman ang aklat ng mahahalagang resulta ng kamakailang mga obserbasyon na nakuha, partikular, gamit ang COBE (Cosmic Background Explorer) satellite at ang Hubble Space Telescope.

Chapter muna

PAG-IISIP SA UNIVERSE

Nakatira tayo sa isang kakaiba at kamangha-manghang uniberso. Ang isang pambihirang imahinasyon ay kinakailangan upang pahalagahan ang edad, laki, kabangisan at maging ang kagandahan nito. Ang lugar na inookupahan ng mga tao sa walang hangganang espasyong ito ay maaaring mukhang hindi gaanong mahalaga. Gayunpaman, sinusubukan nating maunawaan kung paano gumagana ang buong mundo at kung paano tayo, mga tao, tumingin dito.

Ilang dekada na ang nakalilipas, isang sikat na siyentipiko (ang ilan ay nagsasabi na ito ay si Bertrand Russell) ay nagbigay ng pampublikong lektura sa astronomiya. Sinabi niya na ang Earth ay umiikot sa Araw, at ito naman, ay umiikot sa gitna ng isang malawak na sistema ng bituin na tinatawag na ating Galaxy. Sa pagtatapos ng lektura, isang maliit na matandang babae na nakaupo sa likuran ang tumayo at nagsabi:

Puro kalokohan ang sinasabi mo sa amin dito. Sa totoo lang, ang mundo ay isang flat slab na nakapatong sa likod ng isang higanteng pagong.

Nakangiti na may pakiramdam ng higit na kahusayan, tinanong ng siyentipiko:

Ano ang kinatatayuan ng pagong?

"Ikaw ay isang napakatalino na binata, napaka," sagot ng matandang babae. - Siya ay nakatayo sa isa pang pagong, at iba pa, ad infinitum!

Karamihan sa mga tao ngayon ay mahahanap ang larawang ito ng uniberso, itong walang katapusang tore ng mga pagong, medyo nakakatawa. Ngunit bakit iniisip natin na mas marami tayong nalalaman?

Kalimutan sandali ang iyong nalalaman—o sa tingin mo ay alam mo—tungkol sa espasyo. Tumingin sa kalangitan sa gabi. Ano ang hitsura ng lahat ng maliwanag na puntong ito sa iyo? Marahil sila ay maliliit na ilaw? Mahirap para sa atin na hulaan kung ano talaga ang mga ito, dahil ang katotohanang ito ay napakalayo sa ating pang-araw-araw na karanasan.

Kung madalas mong pinagmamasdan ang kalangitan sa gabi, malamang na napansin mo ang isang mailap na kislap ng liwanag sa itaas ng abot-tanaw sa dapit-hapon. Ito ang Mercury, isang planeta na ibang-iba sa ating planeta. Ang isang araw sa Mercury ay tumatagal ng dalawang-katlo ng taon nito. Sa maaraw na bahagi, ang temperatura ay lumampas sa 400°C, at sa madilim na gabi ay bumababa ito sa halos -200°C.

Ngunit gaano man kaiba ang Mercury sa ating planeta, mas mahirap isipin ang isang ordinaryong bituin - isang napakalaking inferno, na nagsusunog ng milyun-milyong toneladang bagay bawat segundo at pinainit sa gitna hanggang sampu-sampung milyong digri.

Ang isa pang bagay na mahirap balutin ang iyong ulo sa paligid ay ang mga distansya sa mga planeta at bituin. Ang mga sinaunang Tsino ay nagtayo ng mga tore na bato upang mas makitang mabuti. Natural lang na maniwala na ang mga bituin at mga planeta ay mas malapit kaysa sa tunay na mga ito, dahil sa pang-araw-araw na buhay hindi tayo nakikipag-ugnayan sa napakalaking distansya ng kosmiko.

Ang mga distansyang ito ay napakahusay na walang punto sa pagpapahayag ng mga ito sa mga maginoo na yunit - metro o kilometro. Sa halip, light years ang ginagamit (ang light year ay ang distansyang dinadaanan ng liwanag sa isang taon). Sa isang segundo, ang isang sinag ng liwanag ay naglalakbay ng 300,000 kilometro, kaya ang isang light year ay napakalayo. Ang pinakamalapit na bituin sa atin (pagkatapos ng Araw), ang Proxima Centauri, ay humigit-kumulang apat na light years ang layo. Napakalayo nito na ang pinakamabilis na spacecraft na kasalukuyang idinisenyo ay aabutin ng humigit-kumulang sampung libong taon upang maabot ito. Kahit noong sinaunang panahon, sinubukan ng mga tao na unawain ang kalikasan ng Uniberso, ngunit wala silang mga kakayahan na binubuksan ng modernong agham, lalo na sa matematika. Sa ngayon, mayroon tayong makapangyarihang mga tool: mga mental, tulad ng matematika at siyentipikong pamamaraan, at mga teknolohikal, tulad ng mga computer at teleskopyo. Sa kanilang tulong, nakolekta ng mga siyentipiko ang isang malaking halaga ng impormasyon tungkol sa espasyo. Ngunit ano ba talaga ang alam natin tungkol sa Uniberso at paano natin ito nalaman? Saan siya nanggaling? Sa anong direksyon ito umuunlad? May simula ba ito, at kung mayroon, ano ang nangyari? dati siya? Ano ang katangian ng oras? Matatapos ba ito? Posible bang bumalik sa nakaraan? Ang mga kamakailang pangunahing pagtuklas sa pisika, na bahagyang pinagana ng mga bagong teknolohiya, ay nag-aalok ng mga sagot sa ilan sa mga matagal nang tanong na ito. Marahil balang araw ang mga sagot na ito ay magiging kasing halata ng rebolusyon ng Earth sa paligid ng Araw - o marahil ay kasing-usisa ng isang tore ng mga pagong. Ang oras lamang (kung ano man iyon) ang magsasabi.

Ang British scientist na si Stephen Hawking, na kilala bilang pinakamaliwanag na bituin sa modernong astrophysics, ay namatay sa edad na 76.

Si Hawking ay kabilang sa mga siyentipiko na nagkaroon ng pinakamalaking impluwensya sa ating modernong pag-unawa sa uniberso sa kanyang pag-aaral ng mga black hole at tanyag na mga akdang pang-agham tulad ng A Brief History of Time. Ipinanganak noong 1942, ang Briton ay itinuring na isa sa mga pinakadakilang kaisipan sa mundo at itinuturing ng ilan na pinakasikat na siyentipiko sa modernong mundo. Para sa iba pang mga siyentipiko, siya ay isang simbolo ng walang limitasyong mga posibilidad ng pag-iisip ng tao.

"Ang kanyang pag-alis ay nag-iwan ng intelektwal na vacuum. Ngunit hindi ito walang laman. Isipin ito bilang isang uri ng enerhiya na tumatagos sa tela ng spacetime na hindi masusukat." , ang kilalang astrophysicist at may-akda ng agham na si Neil deGrasse Tyson ay nag-tweet.

Sa edad na 21, si Propesor Hawking ay na-diagnose na may isang pambihirang uri ng motor neurone disease, at binigyan siya ng mga doktor ng ilang taon lamang upang mabuhay. Ang kanyang sakit, gayunpaman, ay umuunlad nang hindi karaniwang mabagal, na naging dahilan upang magtrabaho siya nang higit sa kalahating siglo habang nakakulong sa isang wheelchair. Sa katunayan, si Hawking ay isang medikal na himala - 5 porsiyento lamang ng mga taong may ganitong uri ng sakit ang nabubuhay nang higit sa sampung taon pagkatapos ng diagnosis, ngunit nabuhay siya kasama nito nang higit sa limang dekada. Siya mismo ang nagsabi na ang kanyang pisikal na kondisyon ay hindi isang malaking hadlang sa kanyang gawaing pang-agham sa larangan ng teoretikal na pisika at kahit na sa ilang kahulugan ay nakatulong sa kanya.

Nawalan ng boses si Hawking pagkatapos ng matinding pneumonia at mga komplikasyon. For a time, ang tanging paraan niya sa pakikipag-usap ay literal na baybayin ang mga salita, itinaas ang kanyang kilay nang may tumuro sa tamang titik sa isang espesyal na card. Nang maglaon, isang computer expert mula sa California na nagngangalang Walt Waltow ang nagpadala sa kanya ng kanyang computer program na tinatawag na "Equalizer", kung saan ang propesor ay maaaring pumili ng mga salita mula sa isang menu sa isang screen na kinokontrol ng isang button sa kanyang kamay. Ito, na sinamahan ng speech synthesizer, ay naging trademark na "electronic" na boses ni Hawking.

Ang sakit ay hindi nakagambala sa kanyang personal na buhay. Noong 1965, pinakasalan niya ang kanyang kabataang pag-ibig, si Jane Wilde, bagaman sa oras na iyon ay nasuri na niya ang isang kakila-kilabot na sakit. Ang kanilang kasal ay tumagal ng 26 na taon at nauwi sa hindi pagkakaunawaan, ngunit si Hawking ay naging ama ng tatlong anak.

Noong 1995, pumasok siya sa kanyang pangalawang kasal kay Elaine Mason, isang nars na nag-aalaga sa kanya. Nanatili silang magkasama hanggang 2006.
Hawking kasama ang kanyang pangalawang asawa na si Elaine Mason

Ang British scientist ay kilala sa kanyang trabaho sa mga black hole at relativity, at kabilang sa mga siyentipiko na higit na nakaimpluwensya sa modernong pag-unawa sa Uniberso.

Sa edad na 17, nakatanggap si Hawking ng isang lugar sa Oxford. Noong 1971, kasama ni Sir Roger Penrose, nagbigay sila ng suporta sa matematika para sa teorya ng Big Bang: ipinakita nila na kung tama ang teorya ng relativity, dapat mayroong wormhole point sa space-time. Nilikha din nila ang teorya ng Hawking-Penrose ng maagang pag-unlad ng uniberso pagkatapos ng Big Bang at ang exponential expansion nito mula sa isang estado ng mas mataas na temperatura at density.
Naniniwala si Hawking na ang kinabukasan ng mga species ng tao ay nasa kalawakan.

Iminungkahi din ni Hawking na kaagad pagkatapos ng Big Bang, ang mga primordial black hole ay nabuo at sumingaw halos kaagad. Nang maglaon ay natuklasan niya na ang mga itim na butas ay naglalabas ng enerhiya at sumingaw, isang kababalaghan na kalaunan ay naging kilala bilang Hawking Radiation.

Sa paglipas ng mga taon, nagtrabaho siya sa iba pang mga teorya tungkol sa mga black hole, kabilang ang ideya na maaari silang humantong sa iba pang mga uniberso.

Noong unang bahagi ng 1980s, iminungkahi niya na bagama't ang Uniberso ay walang hangganan, ito ay may hangganan na sukat sa spacetime. Ang isang matematikal na patunay ng teoryang ito ay ibinigay ng kaunti mamaya. Ayon sa kanya, ang Uniberso ay walang limitasyon, ngunit may hangganan.

Ang gawain ni Stephen Hawking sa astrophysics ay naglalagay sa kanya sa mga pinaka-prestihiyosong siyentipiko sa mundo ngayon. Siya ay ginawaran ng 12 honorary titles, ang Order of the British Empire at ang US Presidential Medal of Freedom. Sa loob ng 30 taon siya ay Lucasian Professor ng Mathematics sa Cambridge University, isang posisyon na hawak ni Isaac Newton at iba pang sikat na siyentipiko. Bagama't nagretiro si Hawking noong 2009, nagpatuloy siyang magtrabaho sa unibersidad. Ipinagkaloob ni Barack Obama kay Hawking ang US Presidential Medal of Freedom

Ang kanyang trabaho sa pagpapasikat ng agham ay nagdala sa kanya ng malawak na katanyagan at kaluwalhatian. Ang A Brief History of Time, na inilathala noong 1988, ay isang Sunday Times bestseller sa loob ng 237 linggo - halos limang taon - na may higit sa 10 milyong kopya na naibenta at isinalin sa dose-dosenang mga wika. Ang libro ay naglalarawan sa malinaw na wika ang istraktura, pinagmulan at pag-unlad ng Uniberso, paggalugad ng mga phenomena tulad ng Big Bang at ang mga pundasyon ng quantum mechanics.

Sa isang pakikipanayam sa New Scientist ilang sandali bago ang kanyang ika-70 kaarawan, sinabi ng physicist na isa sa mga pinakamalaking tagumpay sa physics ng kanyang karera ay ang pagtuklas ng COBE satellite ng maliliit na pagkakaiba-iba sa temperatura ng cosmic microwave background radiation na natitira mula sa Big Bang.

Naniniwala si Hawking na ang kinabukasan ng mga species ng tao ay nasa kalawakan. Paulit-ulit niyang sinabi na hindi mabubuhay ang mga tao kung mananatili lamang sila sa Earth dahil sa ating invasive na kalikasan.

Ang kanyang kakaibang buhay ay paulit-ulit na nakakuha ng atensyon ng mga dokumentaryo at filmmaker, at noong 2014, isang biographical na pelikula tungkol sa kanya, "Stephen Hawking Universe," ang ginawa tungkol sa kanya, na pinagbibidahan ni Eddie Redmayne bilang Hawking. Bilang karagdagan, ang siyentipiko ay lumitaw sa ilang mga palabas sa telebisyon, kabilang ang The Simpsons, Red Dwarf at The Big Bang Theory.
Sa premiere ng biographical na pelikula na "Stephen Hawking's Universe"

Bilang karagdagan sa kanyang gawaing pang-agham, kilala rin si Hawking para sa kanyang mga pahayag sa pangitain. Narito ang ilan sa mga ito:

Simple lang ang layunin ko. Ito ay isang kumpletong pag-unawa sa uniberso, kung bakit ito ay ganito, at kung bakit ito umiiral.
Sa aking palagay, ang utak ay isang computer na humihinto sa paggana kapag nabigo ang mga bahagi nito. Walang langit o kabilang buhay para sa mga sirang kompyuter; Isa itong fairy tale story para sa mga taong takot sa dilim.
Sa tingin ko ang pinakasimpleng paliwanag ay walang Diyos. Walang lumikha sa Uniberso, at walang kumokontrol sa ating kapalaran. Dinadala ako nito sa malalim na pagkaunawa na malamang na walang langit o kabilang buhay. Mayroon tayong isang panghabambuhay na pahalagahan ang engrandeng disenyo ng uniberso, at dahil doon ay lubos akong nagpapasalamat.
Tandaan na tumingin sa mga bituin at hindi sa iyong mga paa.
Magiging trahedya ang buhay kung hindi ito nakakatawa.
Ang aking mga inaasahan ay nabawasan sa zero noong ako ay 21 taong gulang. Ang lahat mula noon ay isang bonus.
Ang mga taong nagyayabang sa kanilang katalinuhan ay mga talunan.
Kami ay isa lamang progresibong species ng mga unggoy sa isang maliit na planeta ng isang napakaliit na bituin. Ngunit maaari nating maunawaan ang uniberso. Ginagawa tayo nito sa isang espesyal na bagay.

Mga Tag: ,

Stephen Hawking

MAIKLING KASAYSAYAN NG PANAHON.

Mula sa big bang hanggang sa black holes

Mga Pasasalamat

Ang libro ay nakatuon kay Jane

Bukod sa ang katunayan na ako ay nagkasakit ng amyotrophic lateral sclerosis, pagkatapos ay sa halos lahat ng iba pa ay masuwerte ako. Ang tulong at suporta na ibinigay ng aking asawang si Jane at mga anak na sina Robert, Lucy at Timothy ay nagbigay-daan sa akin na mamuhay ng medyo normal at makamit ang tagumpay sa trabaho. Maswerte din ako na pinili ko ang teoretikal na pisika, dahil ang lahat ng ito ay umaangkop sa aking ulo. Samakatuwid, ang aking pisikal na kahinaan ay hindi naging isang malubhang kawalan. Ang aking mga kasamahang siyentipiko, nang walang pagbubukod, ay palaging nagbibigay sa akin ng maximum na tulong.

Nagpapasalamat ako sa marami na nagbasa ng mga unang bersyon ng aklat para sa mga mungkahi kung paano ito mapapabuti. Kaya naman, si Peter Gazzardi, ang aking editor sa Bantam Books, ay nagpadala sa akin ng liham na may mga komento at mga tanong sa mga sipi na sa tingin niya ay hindi maganda ang pagkakapaliwanag. Totoo, medyo nainis ako nang makatanggap ako ng isang malaking listahan ng mga inirerekomendang pag-aayos, ngunit si Gazzardi ay ganap na tama. Sigurado akong napaganda ang libro ni Gazzardi na hinihimas ang aking ilong sa mga pagkakamali.

Ipinapahayag ko ang aking matinding pasasalamat sa aking mga katulong na sina Colin Williams, David Thomas at Raymond Laflamme, ang aking mga sekretarya na sina Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington at Sue Macy at ang aking mga nars. Wala akong makakamit kung ang lahat ng gastos ng siyentipikong pananaliksik at kinakailangang pangangalagang medikal ay hindi sasagutin ng Gonville at Caius College, ng Science and Technology Research Council at ng Leverhulme, MacArthur, Nuffield at Ralph Smith Foundations. Lubos akong nagpapasalamat sa kanilang lahat.

Paunang Salita

Nabubuhay tayo, halos walang naiintindihan tungkol sa istruktura ng mundo. Hindi namin iniisip kung anong mekanismo ang bumubuo ng sikat ng araw na nagsisiguro sa aming pag-iral, hindi namin iniisip ang tungkol sa gravity, na nagpapanatili sa amin sa Earth, na pumipigil sa pagtapon sa amin sa kalawakan. Hindi tayo interesado sa mga atomo kung saan tayo binubuo at sa katatagan kung saan tayo mismo ay umaasa. Maliban sa mga bata (na kakaunti pa ang alam para hindi magtanong ng ganoong seryosong mga tanong), kakaunti ang mga tao ang nagtataka kung bakit ganito ang kalikasan, saan nanggaling ang kosmos, at kung ito ba ay palaging umiiral? Hindi ba maaaring ibalik ang oras isang araw upang ang epekto ay mauna sa dahilan? Mayroon bang hindi malulutas na limitasyon sa kaalaman ng tao? May mga bata pa nga (nakilala ko na sila) na gustong malaman kung ano ang hitsura ng black hole, ano ang pinakamaliit na particle ng matter? bakit ang nakaraan ang inaalala at hindi ang hinaharap? Kung talagang nagkaroon ng kaguluhan noon, paano na ngayon ang maliwanag na kaayusan? at bakit umiiral ang Uniberso?

Sa ating lipunan, karaniwan para sa mga magulang at guro na tumugon sa mga tanong na ito sa pamamagitan ng karamihan sa pagkibit-balikat o paghingi ng tulong mula sa mga hindi malinaw na natatandaang pagtukoy sa mga alamat ng relihiyon. Ang ilang mga tao ay hindi gusto ang mga ganitong paksa dahil malinaw na inilalantad nila ang makitid ng pang-unawa ng tao.

Ngunit ang pag-unlad ng pilosopiya at ang mga natural na agham ay sumulong pangunahin dahil sa mga tanong na tulad nito. Parami nang parami ang mga nasa hustong gulang na nagpapakita ng interes sa kanila, at ang mga sagot kung minsan ay ganap na hindi inaasahan para sa kanila. Naiiba sa sukat mula sa parehong mga atomo at bituin, itinutulak namin ang mga abot-tanaw ng paggalugad upang masakop ang parehong napakaliit at napakalaki.

Noong tagsibol ng 1974, mga dalawang taon bago makarating ang Viking spacecraft sa ibabaw ng Mars, nasa England ako sa isang kumperensya na inorganisa ng Royal Society of London sa mga posibilidad ng paghahanap ng mga extraterrestrial na sibilisasyon. Sa isang coffee break, napansin ko ang isang mas malaking pagpupulong na nagaganap sa susunod na silid at, dahil sa curiosity, pumasok ako dito. Kaya't nasaksihan ko ang isang matagal nang ritwal - ang pagpasok ng mga bagong miyembro sa Royal Society, na isa sa pinakamatandang asosasyon ng mga siyentipiko sa planeta. Sa unahan, ang isang binata na nakaupo sa isang wheelchair ay napakabagal na nagsusulat ng kanyang pangalan sa isang libro, na ang mga nakaraang pahina ay may pirma ni Isaac Newton. Nang sa wakas ay natapos na siyang pumirma, nagpalakpakan ang mga manonood. Si Stephen Hawking ay isa nang alamat noon.

Sinasakop ngayon ni Hawking ang upuan ng matematika sa Unibersidad ng Cambridge, na dating inookupahan ni Newton at kalaunan ni P. A. M. Dirac - dalawang sikat na mananaliksik na nag-aral ng isa - ang pinakamalaki, at ang isa - ang pinakamaliit. Si Hawking ang kanilang karapat-dapat na kahalili. Ang unang sikat na aklat na ito ni Hokippa ay naglalaman ng maraming kapaki-pakinabang na bagay para sa malawak na madla. Ang libro ay kawili-wili hindi lamang para sa lawak ng nilalaman nito, pinapayagan ka nitong makita kung paano gumagana ang pag-iisip ng may-akda. Makikita mo dito ang malinaw na mga paghahayag tungkol sa mga limitasyon ng pisika, astronomiya, kosmolohiya at katapangan.

Ngunit ito rin ay libro tungkol sa Diyos... o di kaya'y tungkol sa kawalan ng Diyos. Ang salitang "Diyos" ay madalas na lumilitaw sa mga pahina nito. Hinahanap ni Hawking ang sagot sa tanyag na tanong ni Einstein tungkol sa kung may pagpipilian ang Diyos noong nilikha niya ang Uniberso. Sinusubukan ni Hawking, gaya ng isinulat niya mismo, na malutas ang plano ng Diyos. Ang higit na hindi inaasahan ay ang konklusyon (hindi bababa sa pansamantala) kung saan ang mga ito