Стивен Хокинг
Yuri Strofilov
Мало кто из больших ученых понимает, как устроена вселенная. И почти никто не может изложить картину мира, которая сложилась у них в голове не в виде формул, а в виде понятных простым смертным образов.
В 19-м веке физики верили только тому, что видели. Например, из расчетов следовало, что солнечная система должна содержать еще два объекта Плутон и Нептун. Астрономы быстро достали свои телескопы и нашли объекты в космосе.
В начале 20-го века картина мироздания выглядела почти безупречной. На горизонте были три маленьких облачка, три мелкие нестыковки: зависимость теплоемкости от температуры, отрицательный результат эксперимента Майкельсона-Морли и красная граница фотоэффекта. Ньютоновская модель физики обнаружила планету размером меньше Луны на расстоянии шесть миллиардов километров от земли, но оказалась бессильной в описаниях экспериментальных данных полученных в земных лабораториях. А потом пришли Макс Планк, Нильс Бор и Альберт Эйнштейн.
Выяснилось, что атом - это не пудинг с изюмом, а компактное ядро с вращающимися заряженными частицами. Но если заряженная частица движется с ускорением, а по кругу она может двигаться только с ускорением, значит она должна излучать электромагнитные волны, терять энергию и неизбежно упасть на ядро. Почему не падает? Ни ядра, ни электронов, ни электромагнитных волн ученые не видели и не могли видеть. Чтобы электрон не падал, формулы требовали, чтобы энергия квантовалась. И началось… Появилась квантовая физика. Она легко объяснила первые две нестыковки - с теплоемкостью и с красной границей. Майкельсон с Морли опустили огромную гранитную плиту в чашу со ртутью и измеряли скорость света вдоль вращения Земли вокруг света и поперек. Разницы не было. Это разрушало представление об среде в которой распространяются электромагнитные волны. Нет никакого эфира, вакуум и в этом вакууме свет распространяется с одинаковой скоростью в разных системах отсчета.
Эйнштейн придумал тензорный анализ. Расчеты требовали инварианта, одного параметра который был бы независим при переходе из одной системы отсчета в другую. Это противоречило всему, что знало человечество до этого, но привносило порядок в формулы. Эйнштейн верил формулам и не верил людям.
Так появилась теория относительности. И квантовая физика, и теория относительности выросла из необъяснимых формул. Нобелевский комитет очень хотел дать Эйнштейну премию, но не мог, его теория не могла быть подтверждена экспериментально. Никто не мог пощупать постоянство скорости света, замедление времени и искривление пространства. И Эйнштейну дали премию за красную границу фотоэффекта.
А потом пришел Стивен Хокинг. Формулы требовали, чтобы во вселенной существовали черные дыры. Это объекты, масса которых настолько велика, что даже свет не может преодолеть притяжение этой звезды. Никто никогда не видел черных дыр, нет до сих пор никаких подтверждений их существования, но ученые проводят конференции по тонким свойствам черных дыр. Есть только один объект во вселенной, который может считаться кандидатом - Лебедь Х1. Хокинг и Кип Торн даже заключили пари, является ли этот объект черной дырой. Торн выиграл подписку на Пентхауз. Жестких доказательств не было, но Хокинг признал аргументы Торна.
Согласно расчетам Хокинга черные дыры должны испаряться, все-таки излучая свет. Этот свет так и называется Излучение Хокинга - это энергия, которая образуется на границе дыры. Если рассматривать дыру с позиции классической теории гравитации - то это дыра и дыра. Но если принять во внимание квантовые эффекты, то все становится сложнее. Так родилась квантовая гравитация, кстати, с подачи советских физиков Зельдовича и Сторобинского, с которыми Хокинг встречался в Москве.
Суть излучения Хокинга в следующем. (Только не рассказывайте это банкирам). Во вакууме в каждый момент времени рождаются пары частица-античастица. Для этого процесса нужна энергия. Эта энергия берется у вакуума в кредит. В следующий момент времени частица и античастица анигилируют и возвращают кредит. А теперь представьте себе, что это происходит на самой границе дыры. Родилась пара, одна из частиц снаружи, другая внутри горизонта черной дыры. Одна частица упадет внутрь, а другая улетит, захватив с собой энергию и не вернув кредит вселенной. Чем меньше диаметр и больше масса - тем больше излучение. На Большом андронном коллайдере пытаются создать микро черные дыры, чтобы найти это излучение.
Умер Стивен Хокинг. В возрасте 76 лет. Он не только видел формулы, но и мог объяснить, что они значат языком понятном детям. В предисловии к своей книги «краткая история времени» он написал, что каждая формула снижает тираж в два раза. Они с издателем смогли договориться только об одной - E = mc^2. Без этой, формулы введенной Эйнштейном представление о мире не возможно. Два человека могли сложные вещи объяснить языком, понятным детям - Эйнштейн и Хокинг. Они обеспечивают переток мозгов из экономики потребления в фундаментальную физику. Фундаментальную! Это вам 280 знаков твиттера и не 5,8 дюйма айфона.