Стівен Гокінг: прогнози, життя та досягнення вченого

Згадуємо спадщину знаменитого фізика: головні наукові відкриття про побудову чорних дір і прогнози про майбутнє людства.

14 березня 2018 року на 77 році життя помер фізик Стівен Гокінг – важко знайти іншого сучасного вченого, який так завзято вивчав би чорні діри. Він дотримувався теорії «великого вибуху», коли вона все ще була неоднозначною, займався наукою всупереч важкій хворобі і відповів на питання, чи можна вважати Всесвіт безкінечним.

Крім дослідницьких відкриттів Стівен Гокінг більшу частину життя страждав важкою хворобою, прагнув до популяризації науки як серед дорослих, так і дітей. Він регулярно виступав з лекціями і висловлював думку про те, куди рухається людство, і чого йому варто боятися в майбутньому.

До речі пропонуємо вам переглянути головні виступи та інтерв’ю Стівена Гокінга

Життя з важкою хворобою

Більшу частину життя Гокінг провів паралізованим. У 1963 році у нього діагностували бічний аміотрофічний склероз, який поступово привів до паралічу. Спочатку від хвороби німіють і втрачають чутливість руки і ноги, а потім головний і спинний мозок з невідомої причини перестають посилатися сигнали до м’язів. Ліків від недуги не існує. Зазвичай хвороба проявляється в 50-80 років, але фізик зіткнувся з нею в 21 рік.

Лікарі прогнозували, що він проживе не більш двох з половиною років, але хвороба прогресувала повільно. Вчений спостерігав, як поступово все його тіло приходить в непридатність – в 1985 році він втратив здатність говорити. Тоді ж американські комп’ютерні фахівці подарували Гокінгу синтезатор мови. З роками рухливість зберіг лише вказівний палець на руці вченого, за допомогою якого він керував кріслом-коляскою і комп’ютером. У пізні роки фізик міг рухати лише мімічним м’язом щоки, до якої прикріпили датчик для роботи з комп’ютером.

На кожні 100 тисяч жителів Великобританії (статистика по кожній країні відрізняється) припадає приблизно п’ять тисяч випадків хвороб моторних нейронів (до них зарахований і аміотрофічний склероз). Основна частина хворих помирає протягом п’яти років після діагнозу, а решта проживають не більше 10 років. Гокінг прожив більше 50 років з хворобою. Вона не завадила йому два рази одружитися, завести трьох дітей, зробити короткочасний політ в невагомості і продовжувати свої відкриття.

Досягнення Стівена Гокінга

У сучасному світі теорія про походження Всесвіту в результаті «великого вибуху» приймається майже повсюди, але в 1960-х роках Стівен Гокінг був одним з небагатьох, хто дотримувався її. У 1970-х роках він разом з фізиком Роджером Пенроуз на основі відкриттів Альберта Ейнштейна сформулював теорію появи «великого вибуху» в результаті розширення сингулярності (грубо кажучи, це об’єкт, в якому знаходилося все існуюче). Гокінг припустив, що енергія для «великого вибуху» відбулася в результаті вибуху мільйонів чорних дір.

Тоді ж Гокінг визначив, що чорні діри завжди прагнуть до розширення. Чим більше чорна діра, тим більше її горизонт подій – це уявна межа, після якої ніщо не може уникнути поглинання.

Одне з найголовніших відкриттів фізика, яке до сих пір викликає суперечки в науковому співтоваристві, це так зване «Випромінювання Гокінга». У 1970-х роках учений довів, що чорна діра народжує випромінювання, що складається з електронів, позитронів, протонів та інших часток. Вважалося, що при аналізі цього випромінювання можна зрозуміти не тільки походження чорної діри, а й зниклих в ній об’єктів. Однак спостереження вченого показали, що випромінювання не несе в собі ніякої інформації.

На основі цього відкриття фізик сформулював теорію, відому як «Парадокс Гокінга». З неї випливає, що при попаданні в чорну діру будь-якого об’єкта, в тому числі світла, інформація про нього кудись зникає і не проявляється в випромінюванні. Ця теорія викликала бурхливе обговорення серед вчених, так як суперечить принципу квантової теорії полів – інформація не може зникнути.

Так як впевнено підтвердити або спростувати теорію Гокінга не вдалося, вчені доповнюють існуючу версію. Одна з них пов’язана з іншим відкриттям фізика: він довів, що випромінювання народжують тільки повноцінно сформовані чорні діри, і після цього вони починають повільно зникати.

Стівен Гокінг вважав, що у Всесвіті не існує понять «кордону» або «межі», отже, вона нескінченна.

Як з’ясував Стівен Гокінг, для випаровування повноцінної чорної діри потрібно більше часу, ніж існує галактика Чумацький шлях – близько 13 мільярдів років. Однак невеликі чорні діри зникають швидше, і в останні десять секунд існування вони виділяють енергію, порівнянну з вибухом мільйона водневих бомб. За однією з версій, саме в цей час чорна діра вивільняє приховану в собі інформацію, і вона розсіюється по космосу.

У 2004 році Гокінг заявив, що інформація все-таки не пропадає безслідно, а під впливом чорної діри сильно деформується. Втім, в 2015 році фізик припустив, що дані об’єктів, поглинених чорними дірами, зовсім не потрапляють в неї. Грубо кажучи, їх слід залишається на горизонті подій, як би зависнувши між територією чорної діри і решти простору.

Ця теорія не підтверджена і досі сприймається в науковому співтоваристві з сумнівами, проте вчені все одно вважають відкриття Гокінга і супутні йому суперечності «відмінною логічної загадкою з величезною потенційною користю». Адже якщо фізики зможуть отримати інформацію, що побувала в чорній дірі, теоретично вони зможуть доказово з’ясувати, що ж там відбувається.

Прогнози Стівена Гокінга

Крім наукової діяльності Гокінг писав книги про будову Всесвіту. На відміну від колег, які публікували роботи тільки в наукових журналах, фізик намагався пояснити все для простих людей. «Світ у горіховій шкаралупі», «Вищий задум», «Коротка історія часу» – ці книги стали бестселерами, так як учений прагнув пояснити принципи роботи простою мовою. Разом з дочкою Люсі він також придумав серію науково-фантастичних книг для школярів, де герой на ім’я Джордж вивчає головні теми роботи Всесвіту, космосу і чорних дір.

У 2003 році Стівен Гокінг виступав проти війни в Іраку за участю США і замість цього закликав звернути увагу на проблему глобального потепління. Фізик підписав декларацію на підтримку теорії еволюції Чарльза Дарвіна і протестував проти викладання креаціонізму в муніципальних школах.

У липні 2015 фізик став партнером проекту Breakthrough Listen з пошуку позаземного життя. В останні роки фізик все частіше говорив, що вірить в існування позаземного життя і в ймовірність того, що людство з ним зустрінеться.

Протягом багатьох років Гокінг підкреслював, що людям необхідно якомога швидше почати міграцію на інші планети. Як вважав фізик, людство загине, якщо вчасно не колонізує Місяць або Марс. Варіантів причин вимирання досить: перенаселення, різка зміна клімату або удар астероїда. Вчений визнавав, що розвиток штучного інтелекту роботів може серйозно допомогти людству, але побоювався, що така перевага машини над людиною може привести до знецінення людських навичок в різних професіях.

Фізик також дотримувався версії, що подорожі в часі можливі, але для цього фахівцям потрібно знайти дірку в просторі і часі. У цьому, як вважав Стівен Гокінг, можуть допомогти і чорні діри. На його думку, потрапивши в неї об’єкт може вийти з іншого боку, однак не факт, що при цьому він повністю не зміниться.

На тлі референдуму про відділення Великобританії від Євросоюзу і обрання Дональда Трампа фізик закликав людей триматися разом. Він переживав, що вихід Великобританії призведе до відтоку дослідників і вчених з країни. «Пройшли часи, коли ми могли одні протистояти цілому світу. Нам потрібно стати частиною величезної групи націй, як для нашої безпеки, так і для обміну », – говорив учений.

Будучи переконаним атеїстом, Гокінг часто повторював, що Всесвіт з’явиіся і буде з’являтися з нічого. Саме завдяки цьому явищу і з’явилося людство, вважав фахівець.

Я ставлюся до мозку як до комп’ютера, який перестає працювати, коли його компоненти ламаються. Для зруйнованих комп’ютерів немає раю або загробного життя, це чарівна історія для тих, хто боїться темряви.
Стівен Гокінг