სტივენ Hawking იყო ბრიტანელი თეორიული ფიზიკოსი და ოდესმე ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი მეცნიერი. მან მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა კოსმოლოგიისა და კვანტური გრავიტაციის სხვადასხვა დარგში, ხოლო 1979 წლიდან 2009 წლამდე ეკავა კემბრიჯის უნივერსიტეტის ლუიზიანა მათემატიკის პროფესორის თანამდებობა. გამოქვეყნდა სამეცნიერო კვლევის საბოლოო სამეცნიერო დისერტაცია, ეს მისი 56-წლიანი კარიერის ერთ-ერთი მთავარი თემაა. სამუშაო დასრულდა მარტში, მის გარდაცვალებამდე.

სტივენ ჰოკინგი და მისი საბოლოო ნამუშევარი

საბოლოო ნამუშევარი ეხება საკითხს, ინახავს თუ არა შავი ხვრელები ინფორმაციას მათში მოხვედრილი საგნების შესახებ. ზოგი მეცნიერის აზრით, ეს ინფორმაცია განადგურდა, მაგრამ სხვების თქმით, ეს დაარღვევს კვანტური მექანიკის კანონებს. ეს კანონები განმარტავს, რომ ჩვენს სამყაროში ყველაფერი შეიძლება დაიყოს ინფორმაციად, მაგალითად, როგორც ერთეულთა და ნულთა ჯაჭვი. ეს ინფორმაცია არასოდეს უნდა გაქრეს ბოლომდე, მაშინაც კი, თუ იგი შავ ხვრელში მოხვდება. მაგრამ ჰოკინგმა, რომელიც ადგენდა ალბერტ აინშტაინის ნამუშევრების იდეას, აჩვენა, რომ შავ ხვრელებს აქვთ ტემპერატურა. და იმის გამო, რომ ცხელი ობიექტები სითბოს კარგავენ კოსმოსში, შავი ხვრელები საბოლოოდ უნდა აორთქლდნენ - ისინი ქრებიან და აღარ არსებობენ. თავად შავი ხვრელები არის სივრცეები რეგიონში, სადაც გრავიტაცია იმდენად ძლიერია, რომ ვერაფერს გააღწევს, რასაც ისინი ერთად იზიდავს.

კვლევის ერთ-ერთმა ავტორებმა, კემბრიჯის უნივერსიტეტის მალკოლმ პერიმ თქვა:

”ჰოკინგმა დაადგინა, რომ შავი ხვრელების ფიზიკას, როგორც ჩანს, კიდევ უფრო დიდი გაურკვევლობა აქვს, ვიდრე კვანტური მექანიკა. შავი ხვრელები ნამდვილი ფიზიკური ობიექტებია და მრავალი გალაქტიკის ცენტრშია. თუ ობიექტს აქვს ტემპერატურა, მას ასევე ექნება თვისება, რომელსაც ეწოდება ენტროპია".

მალკოლმ პერი ამბობს, რომ მან ჰოკინგს წერილობითი სტატიის შესახებ ესაუბრა გარდაცვალებამდე ცოტა ხნით ადრე. მან არ იცოდა, რომ პროფესორი ცუდად იყო.

”სტივენს ძალიან გაუჭირდა კომუნიკაცია. სპიკერთან ვიყავი დაკავშირებული, რომ აეხსნა სად მივედით. როდესაც მე მას ავუხსენი, მან უზარმაზარი ღიმილი გაიღიმა ”, - განმარტა პროფესორმა პერიმ.

შავი ხვრელის ენტროპია

ახალ სტატიაში მათემატიკურად ჩანს, რომ შავი ხვრელის ენტროპია შეიძლება აღმოაჩინონ სინათლის ნაწილაკები (ფოტონები), რომლებიც გარს აკრავს შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს. მოვლენების ჰორიზონტი არის საზღვარი ან წერტილი უკან დაბრუნების გარეშე, სადაც შავი ხვრელის გრავიტაციული მიზიდვისგან თავის დაღწევა შეუძლებელია - სინათლის ჩათვლით. შავ ხვრელს შავი ხვრელის გარშემო "რბილ თმას" უწოდებდნენ.

პროფესორი პერი დასძენს:

”ეს გვიჩვენებს, რომ” რბილ თმას ”შეუძლია წარმოადგინოს ენტროპია. მაგრამ ჩვენ არ ვიცით, ნამდვილად არის თუ არა პასუხისმგებელი ჰოკინგის ენტროპია რაიმეზე, რაც შეიძლება შავ ხვრელებში ჩააგდოს. ასე რომ, ეს ჯერჯერობით მხოლოდ პატარა ნაბიჯია გზაზე ”.

ჰოკინგის ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენები

• ოქსფორდის მათემატიკოსთან, როჯერ პენროზთან ერთად, მან აჩვენა, რომ თუ დიდი აფეთქება მოხდა, მას ეს მოუწია იწყება უსასრულო მცირე წერტილიდან - სინგულარობა
• შავი ხვრელები გამოყოფენ ენერგიას, რომელიც ჰოკინგის გამოსხივების სახელით არის ცნობილი და თანდათან იკლებს წონას. ეს გამოწვეულია კვანტური ეფექტებით შავი ხვრელის პირას, რომელიც არის მოვლენათა ჰორიზონტი
• მან დიდი აფეთქების დროს იწინასწარმეტყველა მინი შავი ხვრელების არსებობა. ეს პატარა შავი ხვრელები იქნებოდა წარმოუდგენლად ცხელა, კარგავს მასას სანამ არ ქრება - პოტენციურად მთავრდება სიცოცხლე მასიური აფეთქებით.
• XNUMX-იან წლებში ჰოკინგმა განიხილა, იყო თუ არა ნაწილაკები და შუქი შავ ხვრელში განადგურდა, თუ შავი ხვრელი აორთქლდება. ჰოკინგს თავდაპირველად ეს "ინფორმაცია" ეგონა დაიკარგა კოსმოსიდან. მაგრამ ამერიკელი ფიზიკოსი ლეონარდ სუსკინდი არ ეთანხმება ამას. ეს აზრები მოხდა ცნობილია როგორც ინფორმაციული პარადოქსი. 2004 წელს ჰოკინგმა აღიარა, რომ ინფორმაცია უნდა იყოს შემონახულია.
• ფიზიკოსთან ჯეიმს ჰარტლთან ერთად მან ერთი მათემატიკური გამოთქმით სცადა აღეწერა სამყაროს ისტორია. მაგრამ კვანტური თეორია გვიჩვენებს, რომ გაურკვეველია განსხვავება სივრცესა და დროს შორის. შედეგად, წინადადებაში ნაჩვენები იყო მცირე ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რა მოხდა დიდი აფეთქების წინ.

ჰოკინგის გამოსხივება

ახლა პროფესორმა პერიმ და დანარჩენმა ავტორებმა უნდა გაარკვიონ, თუ როგორ ინახება შავი ხვრელის ენტროპიასთან დაკავშირებული ინფორმაცია ფიზიკურად "რბილ თმებში". გარდა ამისა, როგორ გამოდის ეს ინფორმაცია შავი ხვრელიდან, როდესაც ის ორთქლდება. კვლევას საფუძვლად უდევს 2015 წელს გამოქვეყნებული ადრეული შრომა, რომელიც მიგვითითებს, რომ ინფორმაცია შეიძლება არ აღმოჩნდეს შავ ხვრელამდე, მაგრამ მის პირას იყოს დაცული.

პროფესორმა მარიკა ტეილორმა, საუთჰემპტონის უნივერსიტეტის თეორიულმა ფიზიკოსმა, თქვა:

”ავტორებმა უნდა გააკეთონ რამდენიმე არა ტრივიალური დაშვება, ამიტომ შემდეგი ნაბიჯები იქნება იმის ჩვენება, რამდენად მართებულია ეს დაშვებები.”

მანამდე, პროფესორმა ჰოკინგმა თქვა, რომ კვანტური რყევების გამო შესაძლებელია ფოტონის გამოსვლა შავი ხვრელებიდან, ეს არის ჰოკინგის გამოსხივების სახელით ცნობილი კონცეფცია. ინფორმაცია შავი ხვრელიდან შეიძლება ამ გზით გაექცეს, მაგრამ ის შეიძლება იყოს ქაოტური, უსარგებლო ფორმით.

ეს დოკუმენტური ფილმი გვიჩვენებს ამ საოცარი მეცნიერის ცხოვრებას: