Algumas das teorias de Stephen Hawking revolucionaram a maneira como vemos o universo, mas outras ainda confundem os cientistas.
Stephen Hawking foi um dos maiores físicos teóricos de nosso tempo. Ele é mais conhecido por suas aparições na mídia popular e sua luta constante contra doenças debilitantes, mas sua verdadeira influência vem de sua brilhante carreira de cinquenta anos na ciência.
Começando com sua tese de doutorado em 1966, seu trabalho pioneiro continuou sem parar até seu último trabalho em 2018, concluído poucos dias antes de sua morte aos 76 anos.
Stephen Hawking trabalhou na vanguarda das fronteiras intelectuais da física, e suas teorias muitas vezes pareciam estranhamente distantes da realidade na época em que as formulou. No entanto, eles estão sendo gradualmente aceitos no meio científico e novas evidências de suporte surgem o tempo todo.
De suas visões inovadoras sobre buracos negros à explicação do início do universo, aqui estão algumas de suas teorias que foram confirmadas ... e algumas ainda estão no ar.
1Big Bang vence:
Stephen Hawking escreveu sua tese de doutorado em um momento crítico em um acalorado debate entre duas teorias cosmológicas rivais: o Big Bang e o estado estacionário.
Ambas as teorias reconheceram que o universo estava se expandindo, mas na primeira ele se expandiu de um estado ultracompacto e superdenso para um tempo finito no passado, e a segunda assumiu que o universo estava se expandindo para sempre, com nova matéria sendo constantemente criada para manter uma densidade constante.
Em sua dissertação, Stephen Hawking mostrou que a teoria do estado estacionário é matematicamente autocontraditória. Em vez disso, ele argumentou que o universo começou como um ponto infinitesimal infinitamente denso denominado singularidade. Hoje, a descrição de Hawking é quase universalmente aceita entre os estudiosos.
Os buracos negros são reais:
O nome de Stephen Hawking é mais associado a buracos negros, outro tipo de singularidade que se forma quando uma estrela sofre um colapso completo sob a influência de sua própria gravidade.
Essas curiosidades matemáticas surgiram da teoria da relatividade geral de Einstein e foram discutidas durante décadas quando Hawking voltou sua atenção para elas no início dos anos 1970.
De acordo com um artigo na Nature, sua jogada engenhosa foi combinar as equações de Einstein com as equações da mecânica quântica, transformando o que antes era uma abstração teórica em algo que parecia poder realmente existir no universo.
A prova definitiva de que Stephen Hawking estava certo veio em 2019, quando o telescópio Event Horizon capturou uma imagem ao vivo de um buraco negro supermassivo escondido no centro da gigante galáxia Messier 87.
Radiação Hawking:
Os buracos negros têm esse nome porque sua gravidade é tão forte que os fótons ou partículas de luz não podem deixá-los. Mas em seus primeiros escritos sobre o assunto, Stephen Hawking argumentou que a realidade é mais complexa do que essa pintura monocromática.
Aplicando a teoria quântica, ou seja, a ideia de que pares de "fótons virtuais" podem ser criados espontaneamente do nada, ele percebeu que alguns desses fótons foram aparentemente emitidos do buraco negro.
Essa teoria, agora chamada de radiação Hawking, foi recentemente confirmada em um experimento de laboratório no Technion Israel Institute of Technology. Em vez de um buraco negro real, os pesquisadores usaram sua contraparte acústica - um "buraco negro sônico" do qual as ondas sonoras não podem escapar. Eles encontraram o equivalente à radiação Hawking exatamente como o físico havia previsto.
Teorema da área do buraco negro:
Na física clássica, a entropia ou desordem de um sistema, que só pode aumentar com o tempo, nunca diminui. Junto com Jacob Bekenstein, Hawking sugeriu que a entropia de um buraco negro é medida pela área da superfície do horizonte de eventos que o rodeia.
A recente descoberta de ondas gravitacionais emitidas pela fusão de pares de buracos negros mostra que Stephen Hawking estava certo novamente. Como Hawking disse à BBC após o primeiro desses eventos em 2016, "as propriedades observadas do sistema são consistentes com as previsões de buracos negros que fiz em 1970 ... a área do último buraco negro é maior do que a soma do áreas dos buracos negros originais. " Observações posteriores forneceram uma confirmação adicional do "teorema da área" de Hawking.
Portanto, o mundo está gradualmente aceitando as incríveis previsões de Stephen Hawking. Mas ainda existem algumas coisas que ainda precisam ser provadas de uma forma ou de outra.
Paradoxo da informação:
A existência da radiação Hawking representa um sério problema para os teóricos. Este parece ser o único processo físico que remove informações do universo.
As propriedades básicas do material a partir do qual o buraco negro foi formado parecem perdidas para sempre; a radiação emitida não nos diz nada sobre eles. Esse é o chamado paradoxo da informação, que os cientistas vêm tentando resolver há décadas.
A própria opinião de Stephen Hawking sobre o mistério, publicada em 2016, é que a informação não está realmente perdida. Ele é armazenado em uma nuvem de partículas de energia zero que envolve um buraco negro que ele chama de "cabelo macio". Mas o teorema do buraco negro cabeludo de Hawking é apenas uma das várias hipóteses apresentadas, e hoje ninguém sabe a resposta verdadeira.
Buracos negros primordiais:
Os buracos negros são criados pelo colapso gravitacional de matéria pré-existente, como estrelas. Mas também é possível que alguns deles tenham sido criados espontaneamente no início do universo, logo após o Big Bang.
Stephen Hawking foi a primeira pessoa a estudar profundamente a teoria desses buracos negros primordiais. Acontece que eles podem ter quase qualquer massa, de muito pequena a muito grande - embora os realmente pequenos já tenham "evaporado" devido à radiação de Hawking.
Uma possibilidade intrigante, considerada por Hawking, é que os buracos negros primordiais poderiam constituir a misteriosa matéria escura que os astrônomos acreditam que permeia o universo. No entanto, os dados observacionais atuais indicam que isso é improvável. Em qualquer caso, atualmente não temos instrumentos de observação para detectar buracos negros primordiais ou dizer se eles são matéria escura ou não.
Multiverso:
Um dos temas em que Stephen Hawking trabalhou no final de sua vida foi a teoria do multiverso - a ideia de que nosso universo, que começou como resultado do Big Bang, é apenas um de um número infinito de universos-bolha coexistentes.
Hawking não gostou da suposição de alguns cientistas de que qualquer situação que você possa imaginar deve estar acontecendo agora em algum lugar deste conjunto infinito.
Em seu último artigo de 2018, Hawking procurou, em suas próprias palavras, "tentar domar o multiverso". Ele propôs uma nova estrutura matemática que, sem abandonar o multiverso como um todo, o tornou finito, não infinito. Mas, como acontece com qualquer especulação sobre universos paralelos, não temos ideia se suas idéias são verdadeiras. E é improvável que os cientistas consigam testar sua ideia em um futuro próximo.
Hipótese de proteção da cronologia:
Por mais surpreendente que pareça, as leis da física - como as entendemos hoje - não proíbem a viagem no tempo. As soluções de Einstein para as equações da relatividade geral incluem "curvas de tempo fechadas" que permitirão que você volte ao seu passado.
Stephen Hawking estava preocupado com isso porque achava que viajar no tempo para trás gera paradoxos lógicos que simplesmente não são possíveis.
Portanto, ele sugeriu que alguma lei da física atualmente desconhecida impede o surgimento de curvas de tempo fechadas - sua chamada "hipótese de defesa cronológica". Mas “adivinhar” é apenas “adivinhar” na linguagem científica, e realmente não sabemos se a viagem no tempo é possível ou não.
Sem criador:
Uma das perguntas mais frequentes aos cosmologistas é "o que aconteceu antes do Big Bang?"
De acordo com Stephen Hawking, essa questão não tem sentido. Na verdade, o próprio tempo, assim como o universo e tudo que nele existe, começou com o Big Bang.
"Para mim, isso significa que o criador não tem como existir", disse ele, "porque o criador não tem tempo para existir." Muitas pessoas discordarão dessa opinião, mas Stephen Hawking a expressou muitas vezes ao longo de sua vida.
Esta afirmação quase certamente se enquadra na categoria "nunca será resolvido de uma forma ou de outra".
Profecias do Juízo Final:
Nos últimos anos de sua vida, Stephen Hawking fez uma série de profecias sombrias sobre o futuro da humanidade, que aparentemente ele levou muito a sério.
Eles vão desde a sugestão de que o elusivo bóson de Higgs, ou "partícula de Deus", poderia disparar uma bolha de vácuo que engolfaria o universo, até invasões alienígenas hostis e controle da IA. Embora Stephen Hawking estivesse certo sobre muitas coisas, só podemos esperar que ele estivesse errado sobre elas.
2021-07-23 04:45:04
Autor: Vitalii Babkin