Musta aukon visualisointi.
(Kuva: © D. Coe, J. Anderson ja R. van der Marel (STScI) / NASA / ESA)
Huhtikuun hulluuspäivänä vuonna 1988 julkaistiin maailmankuulun teoreettisen fyysikon ja kosmologin Stephen Hawkingin moderni tiedeklassikko. Nimenä "Lyhyt historian historia", se aloitti julkisen uteliaisuuden aallon ihmiskunnan paikasta maailmankaikkeudessa.
Monet muistavat Hawkingin loistavan mielen myötävaikutuksen tieteelliseen tutkimukseen, joka seurasi hänen varhaista tiistaiaamua (14. maaliskuuta). Hänen kirjansa ja hänen kosmologian perintönsä innoittamat ovat nyt hakemassa sinne, missä Hawkingin nero lopetti.
Yksi Hawkingin merkittävimmistä panoksista tieteeseen on teoreettinen ratkaisu yhteen fysiikan suurimmista ongelmista. [Stephen Hawkingin parhaat kirjat: mustat reiät, monikokoiset ja singulaarisuudet]
Tämä ymmärrys johtuu kahdesta fysiikan tärkeimmästä teoriasta. Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria selittää, kuinka aine käyttäytyy, kun esineet ovat erittäin suuria, ja teorian on osoitettu toimivan, selittäen esimerkiksi kuinka valo taipuu, kun se ylittää maailmankaikkeuden. Sillä välin kvanttimekaniikan teoria selittää kuinka aine toimii pienessä subatomisessa mittakaavassa. Mutta yleinen suhteellisuusteoria ei toimi pienessä mittakaavassa, ja kvanttimekaniikka ei pysty selittämään suuressa mittakaavassa toimivia voimia, kuten painovoimaa.
Kun Hawking esitteli mustan aukon säteilyn matemaattisen käsitteen vuonna 1974, se näytti tarjoavan tiedelle tavan käyttää näitä kahta teoriaa yhdessä.
"Hawkingin vuonna 1974 tekemä säteilytulos on tärkeä näkemys, koska se osoitti, että voimme tutkia tätä ongelmaa kvantimekaniikan ja painovoiman sovittamisesta matemaattisesti", sanoi Ohio State Universityn astrofysiikko Paul Sutter Space.comin haastattelussa. .
"Sittemmin sen jälkeen vuosikymmeninä jotkut teoreettiset fyysikot ovat jatkaneet näiden rajojen ja risteysten tutkimista, mikä näyttää olevan hyvin yksinkertainen kysymys: Mitä tapahtuu, kun sinulla on voimakas painovoima pienessä mittakaavassa?" Sutter sanoi. "Se on yksinkertainen kysymys, mutta ei helppo kysymys, ja Hawking ja muut ovat mestarit navigoida tällaisen kysymyksen monimutkaisuudessa. Se oli todellakin yksi varhaisista isoista läpimurtoista osoittaa, kuinka kehittää kieltä näiden ongelmien ratkaisemiseksi. ."
Hawking tarjosi tutkijoille ja tieteenharrastajille samanlaisen kielen kuin universumin parempi havaitseminen, ja fyysikoille tämä kieli kirjoitettiin numeroin. Vaikka "Hawking-säteily" on vielä todistettavissa empiirisellä näytöllä, hänen teoreettista ääriviivatan testataan luovasti. Ne, Sutterin mukaan, sisältävät epätavallisten ainetilojen alistamisen ultrakoolilämpötiloille, jotta saadaan parittomia kvanttitiloja, jotka matemaattisesti voisivat arvioida mitä tapahtuu mustan aukon horisontin lähellä. Tuon rajan yli aine ja valo eivät enää pääse.
Hawkingin taito kommunikoida tiede yleisölle on inspiroinut Sutterin kosmista uteliaisuutta jo nuoresta ajasta, Sutter sanoi.
"Muistan, että luin kirjaa teini-ikäisenä. Se oli yksi kirjoista, joka sai minut tielle tullakseen astrofysiikiksi, kosmologiksi", hän sanoi. "Luulen, että kirja asettaa mallin, ottakaamme askel taaksepäin ja ajatellaan näitä aiheita mustista reikistä puhumalla varhaisesta maailmankaikkeudesta. Nämä ovat uskomattoman esoteerisiä, syvästi matemaattisia, fysiikan niche-aiheita ... mitä enemmän Hawking työskenteli popularisoidakseen sitä , sitä enemmän [tiede] aloitti valtavirran ja julkisen keskustelun, missä [nyt] voit kävellä kenen tahansa kohdalle ja sanoa: "Musta aukko!" tai 'Big Bang!' ja he tietävät mistä puhun. Ja se on uskomattoman voimakas. "
