สตีเฟ่นฮอว์คิงนักฟิสิกส์ที่ได้รวบรวมจักรวาลอีกครั้งและสกิมสก็เพิ่มอนุภาคจากพื้นที่เขตแดนที่ร้อนแรงของหลุมดำเทิร์น 76 วันนี้(8 ม.ค. )
นอกเหนือจากการเป็นนักจักรวาลวิทยาที่มีชื่อเสียงระดับโลกแล้วฮอว์คิงยังกลายเป็นไอคอนวัฒนธรรมป๊อป เขาเป็นบุคคลที่โดดเด่น: อัจฉริยะขดตัวในร่างกายส่วนใหญ่ตรึงโดยเส้นโลหิตตีบด้านข้างของ Amyotrophicหรือ ALS เขาได้รับการสนับสนุนจากรถเข็นขั้นสูงและสื่อสารกับโลกผ่านระบบที่หายากและเชี่ยวชาญที่แปลงการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อเดี่ยวในแก้มของเขาเป็นคำพูด ในโหมดนั้นเขาปรากฏตัวใน "Star Trek: The Next Generation" "The Simpsons" และ "The Big Bang Theory"
แต่มรดกที่ยั่งยืนที่สุดของฮอว์คิงจะเป็นนักฟิสิกส์ที่สำคัญที่สุดในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 - นักวิจัยที่ใช้ผลงานก่อนหน้านี้ของตัวเลขเช่น Albert Einstein และ Werner Heisenberg และถักพวกเขาเข้าด้วยกัน -8 สิ่งที่น่าตกใจที่เราเรียนรู้จากหนังสือของ Stephen Hawking-
"มีความเป็นเอกเทศในอดีตของเรา"
ไม่มีเรื่องราวอัจฉริยะที่ดีเริ่มต้นด้วยสิ่งที่น้อยไปกว่าปังดังนั้นจึงเหมาะสมที่ความสำเร็จครั้งใหญ่ครั้งแรกของฮอว์คิงก็เป็นวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
ฮอว์คิงวิทยานิพนธ์ได้รับการอนุมัติในปี 2509 ได้โต้แย้งอย่างมากว่าจักรวาลทั้งหมดเริ่มเป็นจุดเดียวเล็กและหนาแน่นและขดตัวขึ้นมาบนจุดเริ่มต้นของทุกสิ่ง หรืออย่างที่เขาจะเขียนในภายหลังโดยย่อ: "มีความเป็นเอกเทศในอดีตของเรา"
มันเป็นคำอธิบายแรกของบิ๊กแบงอย่างที่เข้าใจกันอยู่ทั่วไปในวันนี้: จุดเล็ก ๆ ที่ไม่สิ้นสุดในช่วงเวลาที่ไกลออกไปซึ่งระเบิดเข้าไปในจักรวาลสมัยใหม่ของเรา
ดังที่ฮอว์คิงอธิบายไว้ในการบรรยายของเขาในปี 2548 "ต้นกำเนิดของจักรวาล"วิทยานิพนธ์ของเขามาถึงช่วงเวลาที่นักวิทยาศาสตร์เห็นว่าช่องว่างอันกว้างใหญ่ที่ว่างเปล่าของพื้นที่ระหว่างกาแลคซีกำลังขยายตัว แต่พวกเขาไม่แน่ใจว่าทำไมนักฟิสิกส์บางคนเสนอแนวคิดบิ๊กแบงที่อ่อนแอกว่า
“ ในขณะที่กาแลคซีเคลื่อนที่ออกจากกัน” ฮอว์คิงพูดถึงจักรวาลของรัฐที่มั่นคง” ความคิดคือกาแลคซีใหม่จะก่อตัวจากสสารที่ควรจะถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดทั้งอวกาศจักรวาลจะมีอยู่ตลอดไปและจะดูเหมือนกันตลอดเวลา”
กล่าวอีกนัยหนึ่งนักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่าจักรวาลกำลังขยายตัว แต่ในทางที่ไม่เริ่มต้นและไม่สิ้นสุด
ในขณะที่นักเขียนชีวประวัติคิตตี้เฟอร์กูสันเขียนไว้ในหนังสือของเธอ "สตีเฟ่นฮอว์คิง: จิตใจที่ไม่ได้รับการดูแล" (Griffin ของเซนต์มาร์ติน, 2012), ฮอว์คิงต่อสู้กับภาวะซึมเศร้าในช่วงหลายเดือนหลังจากการวินิจฉัย ALS ปี 1963 ของเขาเมื่ออายุ 21 ปีและมีอาการป่วยทางจิต แต่ภาวะซึมเศร้าของเขาลดลงเมื่อเห็นได้ชัดว่าเขามีความคาดหวังนานและเมื่อเขาได้รับข้อยกเว้นจากกฎของเคมบริดจ์ที่ควบคุมนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาทำให้เขาแต่งงานกับภรรยาคนแรกของเขาเจนไวลด์ตามเฟอร์กูสัน
ในช่วงเวลานั้นก่อนที่เขาจะมาถึงเรื่องของวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกฮอว์คิงรายงานว่ารู้สึกหงุดหงิดกับวิธีที่นักวิจัยยุ่งกับงานที่เขาคิดว่าในที่สุดก็ไม่สำคัญ
"ผู้คนมีความยินดีเป็นอย่างยิ่งที่จะหาทางออกใด ๆ กับสมการภาคสนามของ [Einstein] พวกเขาไม่ได้ถามความสำคัญทางกายภาพถ้ามี" เขากล่าวในภายหลังในเขาการบรรยายวันเกิดปี 2545-
ความหงุดหงิดนั้นนำเขาไปสู่แปรงครั้งแรกของเขาด้วยความประพฤติไม่ดี เมื่อเฟอร์กูสันเล่าถึงฮอว์คิงเดินทางในเดือนมิถุนายน 2507 เพื่อฟังการบรรยายจากเฟร็ดฮอยล์นักดาราศาสตร์ที่มีชื่อเสียงและสนับสนุนทฤษฎีจักรวาลของรัฐคงที่ ในระหว่างการบรรยายฮอว์คิงรู้สึกหงุดหงิดมากจนเขาลากตัวเองไปที่เท้าของเขาเอนตัวลงบนอ้อยของเขาเพื่อท้าทายผลลัพธ์ของฮอยล์ -Portrait of Genius: Stephen Hawking จัดแสดงภาพถ่าย-
“ Hoyle ประหลาดใจถามฮอว์คิงว่าเขาจะตัดสินได้อย่างไรว่าผลลัพธ์นั้นถูกหรือผิด” เฟอร์กูสันเขียน "ฮอว์คิงตอบว่าเขา 'ทำงานออกมา'"
ผู้ชมรู้สึกประทับใจและ Hoyle ก็ "โกรธ" โดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ไม่รู้จักคนนี้ซึ่งดูเหมือนจะฉีกขาดงานวิจัยของศาสตราจารย์ในหัวของเขาที่การบรรยายเฟอร์กูสันเขียน (อันที่จริงฮอว์คิงได้เป็นเพื่อนกับนักเรียนของฮอยล์คนหนึ่งและเริ่มโจมตีความคิดนานก่อนการบรรยาย)
หลังจากนั้นไม่นานเฟอร์กูสันเขียนว่าฮอว์คิงเรียนรู้เกี่ยวกับทฤษฎีจักรวาลที่พัฒนาโดยนักคณิตศาสตร์โรเจอร์เพนโรส: นั่นความเป็นเอกเทศจุดของความหนาแน่นที่ไม่มีที่สิ้นสุดและความโค้งของอวกาศในทฤษฎีในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจปรากฏขึ้นจริง ๆ เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เพียงพอที่จะยุบตัวเอง -8 วิธีที่คุณสามารถเห็นทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Einstein ในชีวิตจริง-
"ฮอว์คิงออกจากที่นั่น" เฟอร์กูสันเขียน "กลับทิศทางของเวลาและพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าจุดของความหนาแน่น inifinite และความโค้งที่ไม่มีที่สิ้นสุดของอวกาศ-เวลา-ความเป็นเอกเทศ-ระเบิดออกไปข้างนอก เกิดขึ้นแบบนั้น?ต้องมันเกิดขึ้นแบบนั้นเหรอ? "
ฮอว์คิงต้องทำงานสำรองรถไฟของการเก็งกำไรด้วยการคำนวณที่แข็งแกร่ง วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาตามการคำนวณเหล่านั้นได้รับการอนุมัติในปี 1966 การคำนวณเหล่านั้นพร้อมกับการวิจัยติดตามผลที่ดำเนินการร่วมกับ Penrose ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาเป็นรากฐานสำหรับความเข้าใจสมัยใหม่ของนักวิทยาศาสตร์บิ๊กแบง-
ในเวลาเดียวกันการคาดการณ์ที่สำคัญบางอย่างของทฤษฎีจักรวาลคงที่เริ่มล้มเหลวในการทดสอบการทดลองสถานะของฮอว์คิงในฐานะผู้ค้นพบประวัติศาสตร์ที่แท้จริงของจักรวาลยุคแรก
การระเบิดหลุมดำ?
หากความสำเร็จเพียงอย่างเดียวของฮอว์คิงในอาชีพการงานของเขาคือการค้นพบรูปร่างทางประวัติศาสตร์ของจักรวาลเขาจะยังคงเป็นยักษ์ - ประเภทของคนที่กล่าวถึงRosalind Franklinผู้ค้นพบรูปร่างของ DNA สองเท่าหรือนิโคลัสโคเปอร์นิคัสใครเป็นคนแรกที่เสนอรูปแบบ heliocentric ของระบบสุริยจักรวาล- แต่นั่นเป็นเพียงครั้งแรกของความสำเร็จที่กำหนดไว้สองประการของฮอว์คิง
ประการที่สองรังสีฮอว์คิงต้องมีความเข้าใจเล็กน้อยเกี่ยวกับสองสิ่ง: หลุมดำและกลไกควอนตัมของพื้นที่ว่าง
ครั้งแรกเกี่ยวกับหลุมดำ: หลุมดำเป็นดาวที่ยุบตัวเองและกลายเป็นแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงจนแม้แต่แสงก็สามารถหลบหนีจากภูมิภาครอบ ๆ จุดศูนย์กลางของมัน นอกเหนือจากจุดนั้นเรียกว่า Event Horizon เวลาอวกาศก็โค้งมากจนทุกสิ่งที่อยู่ด้านหลังผ้าห่อศพหายไปตลอดกาล หลุมดำตามความเข้าใจนี้ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ไม่เคยปล่อยแสงไม่เคยหดตัวไม่เคยสูญเสียมวล มันได้รับเพียงมวลและดึงพื้นที่มากขึ้นในดินแดนที่ปกคลุมไปด้วยผ้า
ประการที่สองเกี่ยวกับกลไกควอนตัม: เมื่อถึงเวลาทำงานของฮอว์คิงนักวิทยาศาสตร์รู้จักกันมานานว่าความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กบอกเป็นนัย ๆ ว่าพื้นที่ว่างเปล่าไม่ว่างเปล่าจริงๆ แต่มันจะเกิดขึ้นกับอนุภาค "เสมือนจริง"-คู่ของสสาร-แอนติสเตอร์ที่ปรากฏพร้อมกันแยกจากนั้นชนเข้าด้วยกันและทำลายล้างในช่วงเวลาสั้นเกินไปที่จะวัด (นักวิทยาศาสตร์โต้เถียงกันมาจนถึงทุกวันนี้ว่าอนุภาคเสมือนจริงเหล่านั้นมีอยู่จริงหรือเปิดขึ้นในสมการควอนตัมเนื่องจากธรรมชาติที่แปลกประหลาดและน่าจะเป็น)
ในช่วงปลายฤดูร้อนปี 2516 สตีเฟ่นและเจนฮอว์คิงได้เข้าร่วมการบรรยายในวอร์ซอว์โปแลนด์ฉลองวันเกิดครบรอบ 500 ปีของโคเปอร์นิคัสเฟอร์กูสันเขียน ที่นั่นฮอว์คิงพบนักฟิสิกส์โซเวียตสองคน Yakov Borisovich Zel'dovich และนักเรียนของเขา Alexei Alexandrovich Starobinsky ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพลังงานของการปั่นหลุมดำจะสร้างอนุภาคนอกขอบเขตเหตุการณ์ของพวกเขา อนุภาคเหล่านั้นจะหลบเข้าไปในอวกาศ Zel'Dovich และ Starobinsky กล่าวในการบรรยายของพวกเขา ในที่สุด Zel'Dovich และ Starobinsky กล่าวว่าหลุมดำจะหยุดหมุน
ความคิดที่ติดอยู่ในหัวของฮอว์คิงเฟอร์กูสันเขียนและเขากลับไปที่เคมบริดจ์เพื่อทำซ้ำและปรับแต่งการคำนวณของ Zel'dovich และ Starobinksy แต่เมื่อเขาแทงครั้งแรกของเขาที่ผลลัพธ์ของพวกเขามีสิ่งใหม่เกิดขึ้น
"ฉันพบว่าด้วยความประหลาดใจและความรำคาญของฉันว่าแม้แต่หลุมดำที่ไม่ได้เปลี่ยนรูปก็ควรสร้างและปล่อยอนุภาคในอัตราที่มั่นคง" เขาเขียนในหนังสือของเขาในปี 1988 "ประวัติโดยย่อของเวลา" -หนังสือวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุด-
นี่คือเหตุผลที่เขาอธิบายในหนังสือเล่มนั้น:
หากมีหลุมดำอยู่ในอวกาศและได้กำหนดขอบเขตเหตุการณ์และหากอวกาศไหลอยู่อย่างต่อเนื่องกับคู่เสมือน "คู่ของอนุภาคที่ทำลายล้างตัวเองบางครั้งอนุภาคเหล่านั้นจะต้องปรากฏขึ้นในการดำรงอยู่ที่ขอบของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ
สถานการณ์ที่แปลกประหลาดนั้นจะ "เพิ่ม" อนุภาคจากความไม่แน่นอนเสมือนจริงของพวกเขาไปสู่ความเป็นจริงเต็มรูปแบบฮอว์คิงก็ตระหนักได้ว่าพวกเขาจะแยกออกจากกันมากพอที่จะไม่ทำลาย นั่นหมายความว่าอนุภาคของพลังงานและมวลจะปรากฏขึ้นจากพื้นผิวของขอบเขตเหตุการณ์ของหลุมดำ และกระแสพลังงานที่แผ่ออกไปจากสิ่งที่ก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์เชื่อว่าเป็นร่างกายที่มืดชั่วนิรันดร์ใช้ชื่อการฉายรังสีฮอว์คิงหลังจากที่เขาอธิบายไว้ในนั้นกระดาษ 1974ในธรรมชาติที่มีชื่อว่า "Black Hole Explosions?"
การแผ่รังสีฮอว์คิงเปลี่ยนวิธีที่นักฟิสิกส์เข้าใจจักรวาลอย่างลึกซึ้ง ก่อนที่จะรับรู้ของฮอว์คิงนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเรื่องหรือพลังงานใด ๆ ที่หายไปจากหลุมดำก็หายไปจากจักรวาลที่กว้างขึ้นตลอดไปเช่นขอบเขตเหตุการณ์ของหลุมดำจะทำหน้าที่เป็นกำแพงจากที่ซึ่งสิ่งต่าง ๆ ของจักรวาลบางอย่างจะไม่กลับมา
แต่การค้นพบของฮอว์คิงแสดงให้เห็นว่าหลุมดำจะสลายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป สำหรับแต่ละอนุภาคบวกที่ไหลออกมาจากพื้นผิวของเหตุการณ์เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในจักรวาลที่กว้างขึ้นอนุภาคเชิงลบที่มีพลังงานลบและมวลจะกลับเข้าไปในพื้นที่นอกเหนือจากขอบฟ้าเหตุการณ์ลดมวลรวมและพลังงานทั้งหมดที่ถูกล็อคไว้ที่นั่น เมื่อเวลาผ่านไปกระบวนการนั้นจะทำให้หลุมดำหดตัว และเมื่อพวกเขาหดตัวพวกเขาก็จะกระตือรือร้นมากขึ้นด้วยการแผ่รังสีฮอว์คิงและหดตัวเร็วขึ้น
ฮอว์คิงคาดการณ์ว่าจักรวาลจะต้องมี "หลุมดำดึกดำบรรพ์“ นั่นไม่ได้เกิดขึ้นจากดาวที่ยุบตัว แต่จากแรงกดดันอย่างมากของจักรวาลยุคแรกหลุมดำเหล่านี้เขาให้เหตุผลว่าจะหดตัวลงอย่างมากในช่วงหลายพันล้านปีที่ผ่านมา
"หลุมดังกล่าวแทบจะไม่สมควรได้รับ [ที่เรียกว่า]สีดำ: พวกเขาจริงๆสีขาวร้อน"เขาเขียนใน" ประวัติโดยย่อของเวลา "
ในที่สุดฮอว์คิงตัดสินใจพวกเขาจะระเบิด
เมื่อฮอว์คิงเริ่มแบ่งปันความคิดนี้เฟอร์กูสันเขียนไว้ใน "จิตใจที่ไม่ได้รับความสนใจ" เพื่อนร่วมงานของเขาได้รับมันยอดเยี่ยมหรือนอกรีต เมื่อเพนโรสได้ยินเสียงกระซิบของมันเขาเรียกว่าฮอว์คิงเหมือนนักฟิสิกส์กำลังนั่งลงในงานเลี้ยงอาหารค่ำวันเกิดปี 1974 ของเขาและแสดงความยินดีกับเขามานานแล้วว่าอาหารเย็นของเขาหนาว แต่หลายเดือนต่อมาผู้ดำเนินรายการในการประชุมที่ Hawking นำเสนอข้อเสนอของเขาเพิ่มขึ้นเพื่อประกาศว่า "ขยะที่สุด"
วันนี้ถือว่าเป็นข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน
นอกเหนือจากหลุมดำ
ในช่วงสี่ทศวรรษครึ่งนับตั้งแต่ "Black Hole Explosions?" ฮอว์คิงยังคงตีพิมพ์งานวิจัยที่หยิบยกขึ้นมาจากการสนับสนุนของจักรวาล - รวมถึงแนวคิดที่โจมตีการมีส่วนร่วมก่อนหน้านี้ของเขาเอง (ดูตัวอย่างเช่นพาดหัวที่น่าตกใจ 2014ในธรรมชาติ "สตีเฟ่นฮอว์คิง: ไม่มีหลุมดำ"
ฮอว์คิงกลายเป็นที่โด่งดังที่สุดในอาชีพการงานของเขาในฐานะนักสื่อสารวิทยาศาสตร์ เขาได้ติดตาม "ประวัติย่อของเวลา" ในปี 1988 ของเขาด้วยผลงานวิทยาศาสตร์ยอดนิยมอีก 10 ผลงานและไดอารี่ที่มีชื่อว่า "My Brieg History" (Random House, 2013)
เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมอย่างมหาศาลของ Hawking ต่อความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับจักรวาลโดยไม่ยอมรับบริบทของสุขภาพที่ลดลงมานานของเขา การมีส่วนร่วมของฮอว์คิงสองครั้งต่อฟิสิกส์เกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันกับที่เขาเปลี่ยนจากคนหนุ่มสาวที่สามารถเดินไปกับผู้ชายที่ถูกกักขังอยู่ในรถเข็นคนพิการทำให้คำพูดของเขาเบลอและพึ่งพาภรรยาของเขาเพื่อถอดความความคิดของเขา
ALS เป็นอัมพาตร่างกาย แต่ -อย่างน้อยในกรณีของฮอว์คิง - มันไม่ได้ทำให้จิตใจเสียหาย และสำหรับสิ่งนั้นเฟอร์กูสันเขียนว่าฮอว์คิงนับตัวเองมานานแล้วว่า "โชคดีอย่างยิ่ง"
“ มันเป็นเรื่องจริงในปี 1964 และทุกวันนี้” เฟอร์กูสันเขียนว่า“ เท่าที่ฮอว์คิงกังวลน้อยลงจากปัญหาทางร่างกายของเขาน้อยกว่าฉันจำได้ในปี 1989 ในระหว่างการสัมภาษณ์หนังสือเล่มแรกของฉันเกี่ยวกับเขาว่าถ้าฉันจะเขียนเกี่ยวกับงานทางวิทยาศาสตร์ของเขา
ฮอว์คิงปรากฏตัวอย่างสะดวกสบายมากที่สุดในการพูดคุยเกี่ยวกับความพิการในบริบทของการเคลื่อนไหวของเขาซึ่งมีความสำคัญ ในปี 1999 เขาเข้าร่วมกลุ่มตัวเลขที่โดดเด่น 12 คนรวมถึง Desmond Tutu นักกิจกรรมแอฟริกาใต้ในการเซ็นสัญญากฎบัตรเรียกร้องให้รัฐบาลของโลกเปลี่ยนความสัมพันธ์กับประชากรพิการและขยายบริการที่ปรับปรุงชีวิตของคนพิการ
ฮอว์คิงยังเป็นผู้พิทักษ์ที่โดดเด่นของการดูแลสุขภาพสากลและบริการสุขภาพแห่งชาติของสหราชอาณาจักร (NHS) ไปจนถึงการโจมตีรัฐมนตรีกระทรวงสาธารณสุขพรรคอนุรักษ์นิยม Jeremy Hunt ในเดือนสิงหาคมคำพูด 2017สำหรับการระดมทุนไม่เพียงพอและสนับสนุนโปรแกรม
“ ฉันจะไม่อยู่ที่นี่หากไม่มีพลุกพล่าน” ฮอว์คิงกล่าว
ฮอว์คิงมีแนวโน้มที่จะได้รับความสนใจมากที่สุดความคิดของเขาเกี่ยวกับอนาคตของมนุษยชาติเมื่อเขาแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์หรือมนุษย์ต่างดาว- แต่การประกาศจำนวนมากของเขาในเรื่องนี้ได้รับการลงสู่พื้นดินมากขึ้น: ต่อต้านสงครามโดยกังวลว่าประธานาธิบดีสหรัฐฯโดนัลด์ทรัมป์จะเลิกจ้างการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของสหรัฐฯสร้างความเสียหายให้กับโลก, และเข้าร่วมการคว่ำบาตรทางวิชาการระดับโลกของอิสราเอล-
วิทยาศาสตร์การใช้ชีวิตขอให้มีความสุขในวันเกิดและอีกมากมาย
เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
