スティーブンホーキングの理論のいくつかは、私たちが宇宙を見る方法に革命をもたらしましたが、他の理論は依然として科学者を困惑させています。
スティーブンホーキングは、私たちの時代の最も偉大な理論物理学者の一人でした。彼は人気のあるメディアに出演し、衰弱させる病気との絶え間ない闘いで最もよく知られていますが、彼の本当の影響力は、科学における彼の輝かしい50年のキャリアから来ています。
1966年の博士論文から始まり、彼の先駆的な仕事は2018年の最後の仕事までノンストップで続けられ、76歳で亡くなる数日前に完了しました。
スティーブンホーキングは物理学の知的フロンティアの最前線で働いていました、そして彼の理論は彼がそれらを定式化したときしばしば現実から奇妙に遠いように見えました。しかし、それらは徐々に科学の主流に受け入れられており、新しい裏付けとなる証拠が常に現れています。
ブラックホールに関する彼の画期的な見解から宇宙の始まりの説明まで、ここに確認された彼の理論のいくつかがあります...そしていくつかはまだ空中にあります。
1ビッグバンが勝ちます：
スティーブンホーキングは、ビッグバンと定常状態という2つのライバルの宇宙論の間の激しい議論の中で、重要な節目で博士論文を書きました。
どちらの理論も宇宙が膨張していることを認識していましたが、最初は超小型の超高密度状態から過去の有限時間に膨張し、2番目は宇宙が永遠に膨張し、維持するために常に新しい物質が作成されていると仮定しました一定の密度。
彼の論文で、スティーブン・ホーキングは、定常状態理論が数学的に自己矛盾していることを示しました。代わりに、彼は宇宙が特異点と呼ばれる微小で無限に密集した点として始まったと主張した。今日、ホーキングの説明は学者の間でほぼ普遍的に受け入れられています。
ブラックホールは本物です：
スティーブンホーキングの名前は、ブラックホールに最も関連しています。ブラックホールは、星がその重力の影響下で完全に崩壊したときに形成される別のタイプの特異点です。
これらの数学的好奇心はアインシュタインの一般相対性理論から生じたものであり、1970年代初頭にホーキングがそれらに注意を向けたときに数十年にわたって議論されました。
Natureの記事によると、彼の独創的な動きは、アインシュタインの方程式を量子力学の方程式と組み合わせて、以前は理論的な抽象化であったものを、実際に宇宙に存在できるように見えるものに変えることでした。
スティーブンホーキングが正しかったという決定的な証拠は、イベントホライズン望遠鏡が巨大な銀河メシエ87の中心に潜んでいる超大質量ブラックホールのライブ画像をキャプチャした2019年に来ました。
ホーキング放射：
ブラックホールの名前は、重力が非常に強いため、光子や軽い粒子がブラックホールから出られないことから付けられました。しかし、このトピックに関する彼の初期の著作で、スティーブン・ホーキングは、現実はこのモノクローム絵画よりも複雑であると主張しました。
量子論、つまり「仮想光子」のペアは何もないところから自発的に生成できるという考えを適用して、彼はこれらの光子のいくつかが明らかにブラックホールから放出されていることに気づきました。
現在ホーキング放射と呼ばれているこの理論は、最近、テクニオンイスラエル工科大学での実験室実験で確認されました。研究者たちは、実際のブラックホールの代わりに、音響の対応物である音波が逃げられない「音波ブラックホール」を使用しました。彼らは、物理学者が予測したとおりにホーキング放射に相当するものを発見しました。
ブラックホール面積定理：
古典物理学では、システムのエントロピーまたは無秩序は、時間とともに増加するだけであり、決して減少することはありません。ヤコブ・ベッケンシュタインと一緒に、ホーキングはブラックホールのエントロピーがそれを取り巻く事象の地平線の表面積によって測定されることを提案しました。
ブラックホールのペアをマージすることによって放出される重力波の最近の発見は、スティーブンホーキングが再び正しかったことを示しています。 2016年の最初のそのようなイベントの後にホーキングがBBCに語ったように、「システムの観測された特性は、1970年に私が行ったブラックホールの予測と一致しています...最後のブラックホールの面積は、元のブラックホールの領域。」その後の観察により、ホーキングの「面積定理」がさらに確認されました。
したがって、世界はスティーブンホーキングの驚くべき予測を徐々に受け入れています。しかし、まだ何らかの形で証明されていないことがかなりあります。
情報パラドックス：
ホーキング放射の存在は、理論家にとって深刻な問題を引き起こします。これは、宇宙から情報を取り除く唯一の物理的プロセスのようです。
ブラックホールが形成された材料の基本的な特性は永久に失われているようです。出て行く放射線は私たちにそれらについて何も教えてくれません。これはいわゆる情報パラドックスであり、科学者は何十年にもわたって解決しようとしてきました。
2016年に公開されたスティーブンホーキング自身の謎に対する見方は、情報が実際に失われることはないということです。それは、彼が「柔らかい髪」と呼ぶブラックホールを囲むゼロエネルギー粒子の雲に保存されています。しかし、ホーキングの毛深いブラックホールの定理は、提唱されたいくつかの仮説の1つに過ぎず、今日、誰も真の答えを知りません。
原始ブラックホール：
ブラックホールは、星などの既存の物質の重力崩壊によって作成されます。しかし、それらのいくつかは、ビッグバンの直後の非常に初期の宇宙で自発的に作成された可能性もあります。
スティーブンホーキングは、そのような原始ブラックホールの理論を深く研究した最初の人でした。非常に小さいものから非常に大きいものまで、ほぼすべての質量を持つことができますが、実際には小さいものはホーキング放射によってすでに「蒸発」しています。
ホーキングが考えた興味深い可能性の1つは、原始ブラックホールが、天文学者が宇宙に浸透していると信じている神秘的な暗黒物質を構成している可能性があるということです。ただし、現在の観測データは、これが起こりそうにないことを示しています。いずれにせよ、現在、原始ブラックホールを検出したり、暗黒物質であるかどうかを判断したりするための観測機器はありません。
多元宇宙：
スティーブンホーキングが人生の終わりに取り組んだテーマの1つは、多元宇宙論でした。ビッグバンの結果として始まった私たちの宇宙は、共存する無数のバブル宇宙の1つにすぎないという考えです。
ホーキングは、あなたが想像できるどんな状況も、この無限のセットのどこかで今起こっているに違いないという一部の科学者による仮定を好まなかった。
彼の最新の2018年の記事で、ホーキングは彼自身の言葉で「多元宇宙を飼いならすように努める」ことを求めました。彼は、多元宇宙全体を放棄することなく、それを無限ではなく有限にする新しい数学的枠組みを提案しました。しかし、パラレルユニバースに関する他の推測と同様に、彼のアイデアが真実かどうかはわかりません。そして、科学者が近い将来彼のアイデアをテストできる可能性は低いです。
年代学保護仮説：
驚くべきことに、物理法則は、今日私たちが理解しているように、タイムトラベルを禁止していません。一般相対性理論の方程式に対するアインシュタインの解には、過去に戻ることができる「閉じた時間曲線」が含まれています。
スティーブン・ホーキングは、タイムトラベルが逆方向に進むと、単純に不可能な論理的パラドックスが発生すると感じたため、これについて心配していました。
したがって、彼は、現在未知の物理法則が閉じた時間曲線の出現を防ぐことを提案しました-彼のいわゆる「年表防衛仮説」。しかし、「推測」は科学用語では単なる「推測」であり、タイムトラベルが可能かどうかは本当にわかりません。
作成者なし：
宇宙論者に最もよく聞かれる質問の1つは、「ビッグバンの前に何が起こったのか」です。
スティーブンホーキングによると、この質問は無意味です。実際、時間自体、そして宇宙とその中のすべては、ビッグバンから始まりました。
「私にとって、これは創造者が存在する方法がないことを意味します。創造者が存在する時間がないからです」と彼は言いました。多くの人がこの意見に反対するでしょうが、スティーブンホーキングは彼の人生を通して何度もそれを表明してきました。
この声明は、ほぼ確実に「何らかの形で解決されることは決してない」というカテゴリーに分類されます。
終末の予言：
彼の人生の最後の年に、スティーブン・ホーキングは人類の未来について一連の暗い予言をしました、そしてそれは彼が明らかに非常に真剣に受け止めました。
それらは、とらえどころのないヒッグス粒子、または「神の粒子」が宇宙を飲み込む真空バブルを引き起こす可能性があるという提案から、敵対的なエイリアンの侵略やAIの乗っ取りにまで及びます。スティーブンホーキングは多くのことについて正しかったが、私たちは彼がこれらについて間違っていたことを期待することしかできない。
2021-07-23 04:45:04
著者: Vitalii Babkin