Как Стивен Хокинг изменил наше представление о Вселенной

Скончавшийся на 77 году жизни физик-теоретик Стивен Хокинг был однозначно самым известным и популярным ученым современности. Все знают парализованного мужчину в коляске с оцифрованным голосом, но мало кто знает, чем именно Хокинг важен для мира как ученый и какие открытия он сделал.

Читайте также: Семь самых пугающих предсказаний Стивена Хокинга >>

Рождение Вселенной

Вселенная родилась в результате Большого взрыва — это известно всем, кто хоть что-то представляет о физике. Но что было до Большого взрыва? Как из ничего появилось все? На этот вопрос Хокинг отвечал в течение всей жизни и окончательно сформулировал ответ всего за несколько дней до смерти.

Согласно модели Хартла-Хокинга, которая появилась еще несколько десятилетий назад и совершенствовалась вплоть до последних дней Хокинга, до Большого взрыва вся Вселенная была сжата до размера одного атома. Этот крошечный, но сверхмассивный сгусток тепла и энергии ученые называют космологической сингулярностью.

Внутри этого атома законы физики не действовали, ни одного из известных человеку измерений там не было — ни пространства, ни времени. Поскольку происходившее до Большого взрыва невозможно ни понять, ни измерить, нельзя считать это частью истории. Так что можно смело заявить, что пространство и время, а с ними и вся знакомая нам Вселенная, начали свое существование только с Большого взрыва.

«Поскольку существует такая сила как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего», - так звучит одно из самых известных высказываний Хокинга.

Наша Вселенная — одна из многих

Хокинг развил и доработал так называемую «Теорию всего» или М-теорию, предложенную в 1990-х годах ученым Эдвардом Виттеном. Она является ответвлением теории струн и считается физиками главным научным достижением человечества со времени открытия Эйнштейном теории относительности.

Согласно этой теории, все во Вселенной состоит не из материальных частиц (кварков, бозонов и других), а из многомерных мембран, которые по сути своей являются не материей, а энергией. Поскольку мембраны имеют бесчисленное множество измерений, видимый нами мир — лишь одна из многочисленных реальностей.

«Каждая Вселенная имеет множество предысторий и множество возможных будущих состояний, то есть времена подобные настоящему, спустя долгий срок после их возникновения. Большинство из этих состояний будут значительно отличаться от условий той Вселенной, которую мы можем наблюдать», - пишет Хокинг в книге «Великий замысел».

Как умирают черные дыры

Но все же большую часть жизни Стивен Хокинг посвятил изучению самых странных и мистических объектов во Вселенной — черных дыр. Именно благодаря им его имя навсегда останется в учебниках физики, ведь им названо одно из космических явлений, а именно процесс гибели черной дыры.

Как известно, черные дыры поглощают все, что в них попадает. Это касается как материальных объектов, так и света — все пропадает бесследно. Но в 1970-х годах на основе законов квантовой механики Хокинг предположил, что все же существует кое-что, что способно улизнуть от черной дыры — это радиация.

Более того, каждый раз когда черная дыра «заглатывает» одну половину пары частица-античастица, вторая половина возвращается в космос в виде радиационной частицы, захватив с собой частицу энергии черной дыры. Таким образом, в процессе поглощения черная дыра испаряет сама себя и в конечном итоге исчезает полностью. Это радиационное излучение, убивающее черные дыры, названо излучением Хокинга.

Популяризация физики

В отличие от большинства ученых Хокинга всегда волновало то, поймут ли его простые люди. Чтобы доступно объяснить далеким от науки людям суть своих изысканий и привлечь внимание масс к космосу и вопросам возникновения Вселенной, в 1988 году он выпустил книгу «Краткая история времени», которая стала самой продаваемой в истории научно-популярной литературы, благодаря тому, что на ее страницах можно было встретить всего одну формулу: E=mc².

Поняв, что физика может быть интересна широким массам, если подавать ее доступно и правильно, Хокинг начал активно снимать научно-популярные фильмы для Discovery и National Geographic. А затем перешел со взрослых на детей, написав в соавторстве с дочерью Люси Хокинг книгу для малышей «Джордж и тайны Вселенной».