Стівен Хокінг, пончики і волосся чорної діри Кіді наука
Стівен Хокінг помер 14 березня (3,14 англійською мовою), в день пі. Зазвичай таких фізиків-теоретиків, як він, знають лише спеціалісти, але він отримав багато висвітлення у ЗМІ через аміотрофічний бічний склероз, дуже серйозне захворювання, яке сильно калічило його тіло протягом 50 років.
На щастя, її мозок залишився цілим, щоб думати про такі складні речі, як чорні діри та форма Всесвіту. Перш ніж повертатися до цих тем, я хотів би сказати, що мене найбільше вразило в ньому: його виродковий гумор.
Він міг говорити за допомогою синтезатора голосу, але йому довелося готувати свої речення заздалегідь, для цього потрібно було багато попрацювати. Проте він наполягав на тому, щоб зіграти власну роль у Теорії великого вибуху та в декількох епізодах "Сімпсонів". У цих кліпах він навіть сказав, що Сімпсони були "найкращим на американському телебаченні", і це правда, що Сімпсони часто говорять про науку.
Наприклад, у "Великому I.Q." (S10E22) Гомер пояснює Хокінгу свою теорію про Всесвіт у формі пампушки, свого улюбленого ласощі. Хокінг відповідає, що це "дуже інтригуюче", але насправді ця теорія існує! Це також одна з можливих форм Всесвіту, як я пояснив у розділі "Світ кінцевий чи нескінченний?"
У такому всесвіті, рухаючись прямо в одному напрямку, ви повертаєтесь у зворотному напрямку, трохи як у деяких відеоіграх, але ви повинні уявити це у 3D, і це зовсім непросто.
Всесвіт деяких відеоігор торічний: залишаючи одну сторону екрану, ви повертаєтесь з протилежної сторони (зображення Лева Кругляка на Quora)
Двоє росіян, Олексій Старобінський та Яків Зельдович, запропонували цю ідею в 1984 році, і Хокінг дуже добре знав Зельдовича, оскільки вони багато працювали над однією темою: термодинамікою чорних дір.
Якщо ви вже не знаєте, що таке чорна діра, прочитайте або перечитайте “Все, що вам потрібно знати про чорні діри”, бо там, через смерть Стівена Хокінга, я повинен спробувати пояснити вам, що відкрив Хокінг.
По-перше, він довів, що "у чорних дір немає волосся". Смішно, чи не так? Насправді це був інший астрофізик Джон Вілер, який придумав цей вислів, сказавши, що чорні діри неймовірно «гладкі», оскільки для їх опису потрібні лише 3 числа: їх маса, електричний заряд і швидкість обертання. Це все. Якщо ви хочете описати зірку як Сонце, вам потрібні мільйони додаткових відомостей, таких як її температура в багатьох місцях, хімічний склад, швидкість течій, що викликають вибухи на її поверхні тощо. Але для чорної діри достатньо 3 інформації, і ми все знаємо. Це Зельдович (разом з іншими дослідниками) висунув цю ідею, яка називається теоремою облисіння, і саме Хокінг (разом з іншими дослідниками) довів, що це правда.
Сонце має мільйони «волосків». Чорна діра має лише 3
Найбільшим відкриттям Хокінга стало випаровування чорних дір. Як я писав наприкінці "Все про чорні діри", це дуже особливе явище, оскільки з чорної діри нічого не може вийти. Але за словами Стівена Гокінга та Зельдовича, його горизонт подій * все ще випромінює дуже слабке випромінювання, що змушує його худнути дуже дуже повільно.
Це походить від дивного факту, що ідеального вакууму не існує. Якщо ми видалимо всі атоми та всі можливі частинки в пляшці, ми виявимо, що частинки з’являються там мимовільно, дві на дві, і негайно зникають, знищуючи одна одну. Це називається квантовим коливанням вакууму, і ми знаємо, що воно існує завдяки експерименту, який називається ефектом Казимира. Зельдович і Хокінг дивувались, що відбувається, коли квантові коливання відбуваються поблизу горизонту чорної діри. Якщо одна з двох частинок всмоктується в чорну діру перед тим, як знищити іншою, то інша частинка може бути викинута подалі від чорної діри. Тож ми повинні бачити це дуже слабке випромінювання, наче воно вийшло з чорної діри.
Але у фізиці абсолютно ІНТЕР-СКАЗАНО, що щось з’являється ось так, з нічого. Отже, Хокінг підрахував, що частинка, яка поглинається чорною дірою, має негативну енергію і що коли чорна діра поглинає цю негативну енергію, її маса зменшується точно так, як ніби вона випромінювала випромінювання: чорна діра, здається, поступово випаровується.
Такі люди, як Стівен Хокінг та Зельдович, не отримують Нобелівських премій, оскільки їх теорії занадто божевільні та ще не перевіряються. Але поки ми не можемо їх перевірити, вони змушують нас думати, а іноді і сміятися. І на додачу Стівен Хокінг показав нам, що ти можеш фантастично жити навіть із страшною хворобою.
* якщо ви не знаєте, що таке горизонт подій, ще раз прочитайте або перечитайте “Все про чорні діри” 😉