Как появилась наша Вселенная? Как она превратилась в кажущееся на первый взгляд бесконечное пространство? И чем она станет спустя многие миллионы и миллиарды лет? Эти вопросы терзали (и продолжают терзать) умы философов и ученых, кажется, еще с начала времен, породив при этом множество интересных и порой даже безумных теорий. Сегодня большинство астрономов и космологов пришли к общему согласию относительно того, что Вселенная, которую мы знаем, появилась в результате гигантского взрыва, породившего не только основную часть материи, но явившегося источником основных физических законов, согласно которым существует тот космос, который нас окружает. Все это называется теорией Большого взрыва.
Вначале был взрыв.
Основы теории Большого взрыва относительно просты. Если кратко, согласно ей вся существовавшая и существующая сейчас во Вселенной материя появилась в одно и то же время — около 13,8 миллиарда лет назад. В тот момент времени вся материя существовала в виде очень компактного абстрактного шара (или точки) с бесконечной плотностью и температурой. Это состояние носило название сингулярности. Неожиданно сингулярность начала расширяться и породила ту Вселенную, которую мы знаем.
Стоит отметить, что теория Большого Взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения Вселенной (например, есть еще теория стационарной Вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру Вселенной, она также описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены.
Хронология событий в теории Большого Взрыва
Так все выглядело в разрезе времени.
Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии Вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться. После первоначального расширения, как гласит теория, Вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам. Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.
Все это, по догадкам ученых, началось около 13,8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом Вселенной. Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков Вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с Большого взрыва и привели Вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.
Ученые считают, что самые ранние периоды зарождения Вселенной — продлившиеся от 10-43 до 10-11 секунды после Большого взрыва, — по прежнему являются предметом споров и обсуждений. Если учесть, что те законы физики, которые нам сейчас известны, не могли существовать в это время, то очень сложно понять, каким же образом регулировались процессы в этой ранней Вселенной. Кроме того, экспериментов с использованием тех возможных видов энергий, которые могли присутствовать в то время, до сих пор не проводилось. Как бы там ни было, многие теории о возникновении Вселенной в конечном итоге согласны с тем, что в какой-то период времени имелась отправная точка, с которой все началось.
Тайны сингулярности
Сингулярность мало кто может объяснить человеческим языком.
Также известная как планковская эпоха (или планковская эра) принимается за самый ранний из известных периодов эволюции Вселенной. В это время вся материя содержалась в единственной точке бесконечной плотности и температуры. Во время этого периода, как считают ученые, квантовые эффекты гравитационного взаимодействия доминировали над физическим, и ни одна из физических сил не была равна по силе гравитации.
Ученые обнаружили неизвестный источник гравитационных волн
Планковская эра предположительно длилась от 0 до 10-43 секунды и названа она так потому, что измерить ее продолжительность можно только планковским временем. Ввиду экстремальных температур и бесконечной плотности материи состояние Вселенной в этот период времени было крайне нестабильным. После этого произошли периоды расширения и охлаждения, которые привели к возникновению фундаментальных сил физики.
Приблизительно в период с 10-43 до 10-36 секунды во Вселенной происходил процесс столкновения состояний переходных температур. Считается, что именно в этот момент фундаментальные силы, которые управляют нынешней Вселенной, начали отделяться друг от друга. Первым шагом этого отделения явилось появление гравитационных сил, сильных и слабых ядерных взаимодействий и электромагнетизма.
В период примерно с 10-36 до 10-32 секунды после Большого взрыва температура Вселенной стала достаточно низкой (1028 К), что привело к разделению электромагнитных сил (сильное взаимодействие) и слабого ядерного взаимодействия (слабого взаимодействия).
Эпоха инфляции
Можно попробовать визуализировать Вселенную так.
С появлением первых фундаментальных сил во Вселенной началась эпоха инфляции, которая продлилась с 10-32 секунды по планковскому времени до неизвестной точки во времени. Большинство космологических моделей предполагают, что Вселенная в этот период была равномерно заполнена энергией высокой плотности, а невероятно высокие температура и давление привели к ее быстрому расширению и охлаждению.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Это началось на 10-37 секунде, когда за фазой перехода, вызвавшей отделение сил, последовало расширение Вселенной в геометрической прогрессии. В этот же период времени Вселенная находилась в состоянии бариогенезиса, когда температура была настолько высокой, что беспорядочное движение частиц в пространстве происходило с околосветовой скоростью.
В это время образуются и сразу же сталкиваясь разрушаются пары из частиц — античастиц, что, как считается, привело к доминированию материи над антиматерией в современной Вселенной. После прекращения инфляции Вселенная состояла из кварк-глюоновой плазмы и других элементарных частиц. С этого момента Вселенная стала остывать, начала образовываться и соединяться материя.
Охлаждение Вселенной
После взрыва все должно было снизить температуру.
Со снижением плотности и температуры внутри Вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице. Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме. Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.
Как думаете, как как космос изменит человечество в будущем?
Например, ученые считают, что на 10-11 секунде после Большого взрыва энергия частиц значительно уменьшилась. Примерно на 10-6 секунде кварки и глюоны начали образовывать барионы — протоны и нейтроны. Кварки стали преобладать над антикварками, что в свою очередь привело к преобладанию барионов над антибарионами.
Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно-антипротонных пар (или нейтронно-антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц. Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после Большого взрыва. Только «жертвами» на этот раз стали электроны и позитроны. После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность Вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.
В течение первых минут расширения Вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов). Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во Вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.
Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во Вселенной.
С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2,7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C), а энергетическая плотность 0,25 эВ (или 4,005×10-14 Дж/м³; 400–500 фотонов/см³). Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13,8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра Вселенной.
Структурирование Вселенной
Вот что произошло за 14 миллиардов лет.
В последующие несколько миллиардов лет более плотные регионы почти равномерно распределенной во Вселенной материи начали притягиваться друг к другу. В результате этого они стали еще плотнее, начали образовывать облака газа, звезды, галактики и другие астрономические структуры, за которыми мы можем наблюдать в настоящее время. Этот период носит название иерархической эпохи. В это время та Вселенная, которую мы видим сейчас, начала приобретать свою форму. Материя начала объединяться в структуры различных размеров — звезды, планеты, галактики, галактические скопления, а также галактические сверхскопления, разделенные межгалактическими перемычками, содержащими всего лишь несколько галактик.
Детали этого процесса могут быть описаны согласно представлению о количестве и типе материи, распределенной во Вселенной, которая представлена в виде холодной, теплой, горячей темной материи и барионного вещества. Однако современной стандартной космологической моделью Большого взрыва является модель Лямбда-CDM, согласно которой частицы темной материи двигаются медленнее скорости света. Выбрана она была потому, что решает все противоречия, которые появлялись в других космологических моделях.
Согласно этой модели на холодную темную материю приходится около 23 процентов всей материи/энергии во Вселенной. Доля барионного вещества составляет около 4,6 процента. Лямбда-CDM ссылается на так называемую космологическую постоянную: теорию, предложенную Альбертом Эйнштейном, которая характеризует свойства вакуума и показывает соотношение баланса между массой и энергией как постоянную статичную величину. В этом случае она связана с темной энергией, которая служит в качестве акселератора расширения Вселенной и поддерживает гигантские космологические структуры в значительной степени однородными.
Что будет со Вселенной
Будущее знать нельзя, но можно предсказать.
Гипотезы относительно того, что эволюция Вселенной обладает отправной точкой, естественным способом подводят ученых к вопросам о возможной конечной точке этого процесса. Если Вселенная начала свою историю из маленькой точки с бесконечной плотностью, которая вдруг начала расширяться, не означает ли это, что расширяться она тоже будет бесконечно? Или же однажды у нее закончится экспансивная сила и начнется обратный процесс сжатия, конечным итогом которого станет все та же бесконечно плотная точка?
Разгадка у нас в руках? Исследователи нашли возможную причину Большого Взрыва
Ответы на эти вопросы были основной целью космологов с самого начала споров о том, какая же космологическая модель Вселенной является верной. С принятием теории Большого взрыва, но по большей части благодаря наблюдению за темной энергией в 1990-х годах, ученые пришли к согласию в отношении двух наиболее вероятных сценариев эволюции Вселенной.
Согласно первому, получившему название «большое сжатие», Вселенная достигнет своего максимального размера и начнет разрушаться. Такой вариант развития событий будет возможен, если только плотность массы Вселенной станет больше, чем сама критическая плотность. Другими словами, если плотность материи достигнет определенного значения или станет выше этого значения (1-3×10-26 кг материи на м³), Вселенная начнет сжиматься.
Большой взрыв — в таком виде
Альтернативой служит другой сценарий, который гласит, что если плотность во Вселенной будет равна или ниже значения критической плотности, то ее расширение замедлится, однако никогда не остановится полностью. Согласно этой гипотезе, получившей название «тепловая смерть Вселенной», расширение продолжится до тех пор, пока звездообразования не перестанут потреблять межзвездный газ внутри каждой из окружающих галактик. То есть полностью прекратится передача энергии и материи от одного объекта к другому. Все существующие звезды в этом случае выгорят и превратятся в белых карликов, нейтронные звезды и черные дыры.
Постепенно черные дыры будут сталкиваться с другими черными дырами, что привет к образованию все более и более крупных. Средняя температура Вселенной приблизится к абсолютному нулю. Черные дыры в итоге «испарятся», выпустив свое последнее излучение Хокинга. В конце концов термодинамическая энтропия во Вселенной станет максимальной. Наступит тепловая смерть.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Современные наблюдения, которые учитывают наличие темной энергии и ее влияние на расширение космоса, натолкнули ученых на вывод, согласно которому со временем все больше и больше пространства Вселенной будет проходить за пределами нашего горизонта событий и станет невидимым для нас. Конечный и логичный результат этого ученым пока не известен, однако «тепловая смерть» вполне может оказаться конечной точкой подобных событий.
Есть и другие гипотезы относительно распределения темной энергии, а точнее, ее возможных видов (например фантомной энергии). Согласно им галактические скопления, звезды, планеты, атомы, ядра атомов и материя сама по себе будут разорваны на части в результате ее бесконечного расширения. Такой сценарий эволюции носит название «большого разрыва». Причиной гибели Вселенной согласно этому сценарию является само расширение.
История теории Большого взрыва
А вы бы смогли рассказать все это в эфире ВВС?
Самое раннее упоминание Большого взрыва относится к началу 20-го века и связано с наблюдениями за космосом. В 1912 году американский астроном Весто Слайфер провел серию наблюдений за спиральными галактиками (которые изначально представлялись туманностями) и измерил их доплеровское красное смещение. Почти во всех случаях наблюдения показали, что спиральные галактики отдаляются от нашего Млечного Пути.
В 1922 году выдающийся российский математик и космолог Александр Фридман вывел из уравнений Эйнштейна для общей теории относительности так называемые уравнения Фридмана. Несмотря продвижения Эйнштейном теории в пользу наличия космологической постоянной, работа Фридмана показала, что Вселенная скорее находится в состоянии расширения.
Большой Взрыв, темная материя… Могут ли космологи нас обманывать?
В 1924 году измерения Эдвина Хаббла дистанции до ближайшей спиральной туманности показали, что эти системы на самом деле являются действительно другими галактиками. В то же время Хаббл приступил к разработке ряда показателей для вычета расстояния, используя 2,5-метровый телескоп Хукера в обсерватории Маунт Вилсон. К 1929 году Хаббл обнаружил взаимосвязь между расстоянием и скоростью удаления галактик, что впоследствии стало законом Хаббла.
В 1927 году бельгийский математик, физик и католический священник Жорж Леметр независимо пришел к тем же результатам, какие показывали уравнения Фридмана, и первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью галактик, предложив первую оценку коэффициента этой зависимости. Леметр считал, что в какой-то период времени в прошлом вся масса Вселенной была сосредоточена в одной точке (атоме).
Эти открытия и предположения вызывали много споров между физиками в 20-х и 30-х годах, большинство из которых считало, что Вселенная находится в стационарном состоянии. Согласно устоявшейся в то время модели, новая материя создается наряду с бесконечным расширением Вселенной, равномерно и равнозначно по плотности распределяясь на всей ее протяженности. Среди ученых, поддерживающих ее, идея Большого взрыва казалась больше теологической, нежели научной. В адрес Леметра звучала критика о предвзятости на основе религиозных предубеждений.
Следует отметить, что в то же время существовали и другие теории. Например, модель Вселенной Милна и циклическая модель. Обе основывались на постулатах общей теории относительности Эйнштейна и впоследствии получили поддержку самого ученого. Согласно этим моделям Вселенная существует в бесконечном потоке повторяющихся циклов расширений и коллапсов.
Только представьте, в космосе зафиксирован самый мощный взрыв со времен Большого взрыва
После Второй мировой войны между сторонниками стационарной модели Вселенной (которая фактически была описана астрономом и физиком Фредом Хойлом) и сторонниками теории Большого взрыва, быстро набиравшей популярность среди научного сообщества, разгорелись жаркие дебаты. По иронии судьбы, именно Хойл вывел фразу «большой взрыв», впоследствии ставшую названием новой теории. Произошло это в марте 1949 года на британском радио BBC.
Космос настолько загадочен, что мы не сможем понять даже малую его часть.
В конце концов дальнейшие научные исследования и наблюдения все больше и больше говорили в пользу теории Большого взрыва и все чаще ставили под сомнение модель стационарной Вселенной. Обнаружение и подтверждение реликтового излучения в 1965 году окончательно укрепили Большой взрыв в качестве лучшей теории происхождения и эволюции Вселенной. С конца 60-х годов и вплоть до 1990-х астрономы и космологи провели еще больше исследований вопроса Большого взрыва и нашли решения для многих теоретических проблем, стоящих на пути у данной теории.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Среди этих решений, например, работа Стивена Хокинга и других физиков, которые доказали, что сингулярность являлась неоспоримым начальным состоянием общей относительности и космологической модели Большого взрыва. В 1981 году физик Алан Гут вывел теорию, описывающую период быстрого космического расширения (эпохи инфляции), которая решила множество ранее нерешенных теоретических вопросов и проблем.
В 1990-х наблюдался повышенный интерес к темной энергии, которую рассматривали как ключ к решению многих нерешенных вопросов космологии. Помимо желания найти ответ на вопрос о том, почему Вселенная теряет свою массу наряду с темной матерей (гипотеза была предложена еще в 1932 году Яном Оортом), также было необходимо найти объяснение тому, почему Вселенная по-прежнему ускоряется.
Дальнейший прогресс изучения обязан созданию более продвинутых телескопов, спутников и компьютерных моделей, которые позволили астрономам и космологам заглянуть дальше во Вселенной и лучше понять ее истинный возраст. Развитие космических телескопов и появление таких, как, например, Cosmic Background Explorer (или COBE), космический телескоп Хаббла, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и космическая обсерватория Планка, тоже внесло бесценный вклад в исследование вопроса.
Сегодня космологи могут с довольно высокой точностью проводить измерения различных параметров и характеристик модели теории Большого взрыва, не говоря уже о более точных вычислениях возраста окружающего нас космоса. А ведь все началось с обычного наблюдения за массивными космическими объектами, расположенными во многих световых годах от нас и медленно продолжающих от нас отдаляться. И несмотря на то, что мы понятия не имеем, чем это все закончится, чтобы выяснить это, по космологическим меркам на это потребуется не так уж и много времени.
Как, наверное, у большинства мальчишек, в детстве у меня был период горячего увлечения астрономией. Я поглощал одну за другой научно-популярные книжки, приоткрывающие тайны Вселенной, корпел над составлением карт звёздного неба, простаивал ночи напролёт на жутком холоде, отыскивая созвездия на небосводе. Дело осложнялось тем, что из астрономических приборов у меня имелся лишь охотничий бинокль с тридцатикратным увеличением. Впрочем, этого хватало, чтобы увидеть Плеяды не в виде туманного пятна, а как россыпь маленьких звёздочек, или убедиться, что одна из звёзд в рукояти ковша Большой Медведицы распадается на две прилегающие друг к другу звезды – Мицар и Алькор. Хватало, чтобы почувствовать себя безмерно счастливым и испытать трепет перед непостижимыми тайнами мироздания – и ужаснуться, как когда-то Блез Паскаль, вечному безмолвию этих громадных пространств.
Детство кончилось, но благоговейный трепет остался. И снова в полную меру я ощутил его, когда недавно прочитал книгу Стивена Хокинга “Краткая история времени” – единственную “тяжёлую” научно-популярную книгу, которая долгое время возглавляла списки международных бестселлеров. Уже этот факт достоин удивления и подталкивает к тому, чтобы ознакомиться с произведением. Ну а если добавить к этому давешние пристрастия, то книга становится обязательной к прочтению. 
Сначала немного об авторе. Стивен Хокинг – один из самых известных и колоритных деятелей в современной науке. Учёный с тяжёлым недугом, прикованный к инвалидному креслу, почти полностью парализованный, не способный даже разговаривать – но тем не менее ведущий активную научную и общественную деятельность, многодетный семьянин. Это ли не образец силы человеческого разума и духа?.. Хокинг специализируется на фундаментальной физике и имеет ряд исследований, которые внесли серьёзные изменения в современное видение мира. В частности, он имеет большие заслуги в исследовании загадочных “чёрных дыр” – эта тема, кстати, является одной из главных в книге. В общем, такому именитому автору можно доверять.
О чём речь идёт в книге? Ну, в первый черёд – о Вселенной, её истории, прошлом и будущем. Хокинг, как и все мы в своё время, зачарован созерцанием и изучением огромного (по-настоящему огромного!) мира, в котором мы живём. Автор попеременно перемежает темы “Как?” и “Почему?”. И если в вопросе “Как?” ещё можно оставаться в рамках нынешней науки, то в тех главах, где Хокинг касается вопроса “Почему?”, у кое-кого из самых скептических читателей волосы встанут дыбом. Общая и специальная теории относительности, элементарные частицы, квантовая теория, теории великого объединения, принцип неопределённости, стрелы времени, расширение Вселенной, устройство звёзд и чёрных дыр – это всё, пусть сложно, но из мира сего. Но что было до момента Большого Взрыва (и был ли Взрыв вообще)? Что будет потом? Какова цель существования всей этой системы под названием Вселенная?.. В этих областях автор не боится употреблять короткое слово, пишущееся с заглавной буквы и ненавидимое всеми материалистами. Это может выглядеть странно. Но тут уж каждый относится по-своему. Кому-то доводы Хокинга покажутся убедительными, кому-то – нет.
Интересно, что “Краткая история времени”, хотя и не содержит математики, показалась мне книгой, довольно трудной для восприятия невооружённым умом. Тем более удивителен её массовый успех. Конечно, материал подаётся очень увлекательно и красочно – особенно легко и изящно изложены основы эйнштейновской теории относительности. Но в отдельных своих рассуждениях Хокинг углубляется в такие дебри, что затеряться в этих хищных лесах проще простого. Это только люди с математическим образованием могут с удовольствием подхватить рассуждения из области физики элементарных частиц и теории мнимого времени. Да и квантовая физика, этот самый жуткий из монстров, которыми стращает современная наука, рассмотрена как-то недостаточно подробно для того, чтобы читатели хорошо уразумели её принципы. В главе про чёрные дыры тоже подобная беда – с какого-то момента ход мыслей автора становится трудноуловимым без специальной подготовки или многократного перечитывания текста. Во всяком случае, для пресловутого “массового читателя” – который, тем не менее, проголосовал за “Краткую историю времени” кошельком.
Так в чём же тогда “изюминка” книги, чем она затронула сердца? Осмелюсь предположить, что дело именно в том, что книга слегка, так сказать… ненаучна. То есть во всём, что находится в рамках рациональных методов, она предельно научна. Иного и быть не может. Но Хокинг не простой учёный-лаборант, который живёт миром сухих цифр и фактов. В физику его привело желание разобраться с устройством нашего мира – та самая пламенная страсть, которая заставляет мальчишек с биноклем взирать на ночное небо. Его взгляд шире науки, выходит за пределы научных методов, которых сегодня, к сожалению, всё-таки явно недостаточно. И Хокинг действительно верит в торжество человеческого разума, его способности к познанию. Поэтому голос, скрывающийся между строк текста “Краткой истории времени”, так искренен и подкупает.
Человечеству известны истории о людях, чьи волевые поступки и душевное спокойствие в трудных обстоятельствах, потрясают стойкостью и мужеством. Что есть — мужество? Всегда ли это качество приписывают только тому, кто без страха прыгнет в прорубь и спасёт тонущего ребёнка? Не всегда это понятие связано только с решительными поступками и спасением чужой жизни.
История Стивена Хокинга один из примеров человеческой выносливости, борьбы с отчаянием в условиях личной и не отвратимой трагедии.
Стал популярным благодаря пропаганде атеизма и необоснованных фантастических суждений о космосе в доступной и понятной форме для широкой аудитории.
Стивен Хокинг родился 8 января в Оксфорде 1942 года. Родители мальчика переехали в южную часть Великобритании из Лондона, спасаясь от обстрелов авиации. После войны семья вернулась в Лондон.
Отец — Фрэнк Хокинг. Когда-то его семья обосновалась в Йоркшире и занималась фермерством. Но, Фрэнк увлёкся медициной. Изучение тропических болезней стало его главным призванием. Наряду с частыми командировками в Африку, исследовательская работа велась на базе медицинского центра Хамстеда.
Мать — Изабела Хокинг, уроженка Шотландии. Сменила нелюбимую профессию налогового инспектора на должность секретаря в том же центре, что и Фрэнк. Именно там она познакомилась с будущим мужем и отцом своих детей.
Всего в семье было 4 детей: старший Стивен, 2 младших дочери Филиппа и Мэри и приёмный сын Эдвард. Фрэнк и Изабелла стремились организовывать отдых на свежем воздухе подальше от городской суеты. Поэтому на летние каникулы родители вывозили детей за город.
В интеллигентной семье создавались все условия для благополучной жизни и развития подрастающего поколения. Поддерживались интересы и увлечения детей. Например, после войны, в подарок на Рождество, отец привёз старшему сыну железную дорогу. Примечательно, что в то время достать подобную игрушку было крайне сложно. Подарок отца запомнился Стивену на всю жизнь.
С детским садом юный Хокинг познакомился в 2 года и 5 месяцев. Опыт оказался неудачными, мальчик испугался незнакомой обстановки, расплакался и долго не мог успокоиться. Родители немедленно отреагировали, и в следующий раз отвели ребёнка детское учреждение только в 4 года. Первой школой для Стивена стало английское образовательное учреждение Байрон-Хауз, позже он окончил обычную школу в Сент-Олбансе.
Физика и математика пришлись по душе Стивену, хотя в семье преобладало медицинское направление. В конце школьного обучения он уже твёрдо знал, что посвятит свою жизнь глубокому изучению астрономии вместе с физикой и математикой. Это решение окончательно определило его дальнейший профессиональный путь.
Ключевые события в жизни Стивена Хокинга
Окончил Оксфрдский университет в 1962 году. В последующие 17 лет прошёл путь от выпускника до профессора математических наук и в области гравитационной физики. Степень «Доктор философии» присвоена по результатам защиты диссертации на тему астрономии.
Всю свою жизнь Стивен занимался исследованиями в выбранном им направлении, обучался сам и преподавал слушателям курсов: по математике, теории гравитации и гравитационной физики.
Астрономия была его главной страстью. Квантовая гравитация, космология, термодинамика и описание чёрных дыр — основные темы исследований и достижений. Совершенно естественно, что увенчался весь этот большой научно-исследовательский путь — полётом в невесомости, состоявшимся в 2007 году.
Несмотря на инвалидность, Стивен был дважды женат. В браке с первой женой Джейн Уайлд родилось трое детей: двое сыновей Роберт и Тимоти и средняя дочь Люси.
Тяжёлые жизненные испытания
Первые подозрения на признаки «Бокового амиотрофического склероза», неизлечимого и быстро прогрессирующего заболевания, появились на последнем курсе университета. В результате Стивена разбил паралич, который приковал его к инвалидному креслу на всю оставшуюся жизнь. Но, это не помешало ему заниматься любимым делом и стать «учёным» .
Ещё одна трагедия случилась в 1985 году. После тяжёлой болезни и в результате нескольких операций, Стивен лишился возможности разговаривать. Его друзья усовершенствовали инвалидное кресло, и Стивен смог общаться с миром через синтезатор речи.
Вывод
Что чувствовал этот человек, когда в расцвете молодости узнал о смертельном диагнозе? Легко ли ему было жить в инвалидном кресле лишённому возможности передвигаться и говорить?
«…жизнь стоит того, чтобы её прожить» — слова Стивена после известий об окончательном смертельном диагнозе. Его стремление жить полной жизнью невзирая на трудности, вызванные тяжёлой болезнью — пример смирения в непростых условиях. Он доказал, что инвалидное кресло, потеря голоса и другие проблемы со здоровьем не помешают полёту в невесомости, научной работе и семейной жизни.
Умер Стивен Хоскинг в 2018 году. На момент смерти ему было 77 лет. Он прожил бурную, насыщенную жизнь. Неординарный инвалид, умный, хитрый, талантливый и трудолюбивый человек. Настоящий пример человеческой стойкости и мужества.
Автор Нина Кузнецова На чтение 4 мин Просмотров 140 Опубликовано
Обновлено
Я уверен, что каждый человек увлекающиеся астрономией знает кто такой Стивен Хокинг. Это величайший популяризатор науки, астрофизик и космолог внесший свой вклад в изучение Вселенной и черных дыр.
Стивен Хокинг. Фото взято с сайта spacegid.com
На протяжении почти всей своей жизни он боролся с серьезной болезнью и продолжал заниматься своим любимым делом. Сегодня, я представляю вашему вниманию 15 фактов об этом выдающимся человеке.
1. Фрэнк Хокинг (отец Стивена Хокинга) планировал, что его сын станет биологом, однако, сам Стивен не любил биологию и хотел быть математиком. Но в том университете, куда поступал Хокинг, не было математического факультета, и тогда он решил, что будет изучать физику.
2. Еще в школе, одноклассники Хокинга прозвали его «Эйнштейном«. Видимо кто-то из них путешествовал во времени и узнал кем станет Стивен в будущем.
Стивен Хокинг за партой в колледже Сент-Альбанс (справа от парня в очках).
3. Конечно же слова про путешествие во времени были шуткой, ведь в 2009 году Стивен устроил вечеринку для путешественников во времени, чтобы опровергнуть их существование. Он оставил точные координаты и время встречи в своем объявлении, но на вечеринку, как и ожидалось, никто не пришел.
Стивен Хокинг на вечеринке путешественников во времени. Фото взято с сайта reddit.com
4. Стивен Хокинг родился 8 января. Ровно через 300 лет со дня смерти Галилео Галилея. А дата смерти самого ученого пришлась на 14 марта – день рождения Альберта Эйнштейна.
5. Последний раз Стивен Хокинг мог самостоятельно говорить в 1985 году, после чего его друзья смастерили синтезатор речи. Тогда он мог шевелить лишь пальцем правой руки, но через несколько лет у него пропала и эта возможность. А на одной из конференций в 1997 году Хокинг встретился с одним из основателей Intel, который предложил заменить его старый компьютер на процессоре AMD на «настоящий компьютер» с микропроцессором Intel.
Стивен Хокинг со старым синтезатором речи. Декабрь 1986 года.
6. Благодаря работам Стивена Хокинга, человечество узнало о том, что черные дыры могут испаряться. Этот процесс носит название «излучение Хокинга» и он связан с квантовыми эффектами у горизонта событий черных дыр.
7. Первые признаки бокового амиотрофического склероза у Хокинга начались еще в 20 лет. Тогда, по заявлениям врачей, будущему ученому суждено было прожить в лучшем случае 2-3 года. Но, к счастью, они сильно ошибались и Стивен прожил хоть и сложную, но долгую жизнь.
Стивен Хокинг в молодости. Оксфорд. 1963 год. Фото взято с сайта twitter.com
8. Хокинг был женат дважды и оба брака закончились разводом. От первого брака у Стивена родилось два сына и одна дочь.
9. Дом Хокинга был оснащен системой «умный дом«. Благодаря специальному датчику, установленному на его очках, он мог управлять его функционалом.
10. 14 лет назад, в 2007 году, Хокинг исполнил давнюю мечту. Он совершил полет в невесомости на специально оборудованном самолете. Также, спустя два года, он планировал отправиться в космос, но в конечном итоге полет пришлось отменить.
Стивен Хокинг в невесомости. 2009 год.
11. Ученый имел хорошее чувство юмора, которое часто демонстрировал выступая на публике или в интервью. Также, он неоднократно появлялся в роли комео в различных фильмах и сериалах. Еще Хокинг консультировал по некоторым вопросам создателей сериала «Теория Большого взрыва«, кроме того он не раз там снимался, в роли самого себя разумеется. Уж очень сильно нравился ученому этот сериал.
Стивен Хокинг и главные герои сериала «Теория Большого взрыва».
12. Стивен Хокинг считал, что искусственный интеллект представляет огромную угрозу для человечества. Еще он говорил, что если люди обнаружат инопланетную цивилизацию, то ни в коем случае нельзя вступать с ними в контакт, так как это может закончиться для нас плачевным исходом.
13. Ученый был атеистом, но в кое-что он верил. Он верил, что космонавтика – это путь к спасению человечества как биологического вида, ведь земляне не смогут существовать вечно только на одной планете.
14. В 1973 году Хокинг посетил Москву и встретился с двумя советскими учеными – Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. Целью поездки было обсуждение проблем черных дыр.
Первая поездка Стивена Хокинга в Москву. Конференц-зал ГАИШ МГУ. 1973 год. Фото взято с сайта pereplet.ru
15. Еще одно важное открытие ученого было сделано совместно с математиком Роджером Пенроузом. Они доказали, что если Большой взрыв был на самом деле, то он должен был начаться с бесконечно малой точки, которая называется сингулярностью.
Спасибо за внимание. Если вам понравилась статья, то не забудьте поставить лайк. Также, если вы хотите вторую часть интересных фактов о Хокинге или других популярных (и не очень) ученых, то напишите об этом в комментариях.
- Об авторе
- Хотите связаться со мной?
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Знаменитый ученый Стивенг Хокинг — это не просто ученый, это гений, который заслужил мировую славу не только своими научными достижениями, но и умением и желанием жить более ли менее полноценной жизнью, при заболевании, которое на 50 лет полностью приковало его к инвалидному креслу. Да и еще и не просто приковало, а полностью обездвижило и лишило возможности разговаривать.
6 удивительных вещей, о которых мир узнал благодаря Стивену Хокингу
1. Прошлое — это вероятность
По словам Хокинга, одно из следствий теории квантовой механики заключается в том, что события, произошедшие в прошлом, не происходили каким-то определённым образом. Вместо этого они произошли всеми возможными способами. Это связано с вероятностным характером вещества и энергии согласно квантовой механике: до тех пор, пока не найдётся сторонний наблюдатель, всё будет парить в неопределённости.
Хокинг: «Независимо от того, какие воспоминания вы храните о прошлом в настоящее время, прошлое, как и будущее, неопределённо и существует в виде спектра возможностей».
2. Существует «Теория всего»
М-теория, предложенная Эдвардом Виттеном в 1990-х годах, была осмыслена и доработана Хокингом и его коллегой Леонардом Млодиновым. М-теория является ответвлением теории струн и описывает всю Вселенную разом. Согласно ей, на самом мельчайшем уровне все частицы состоят из бран — многомерных мембран, свойства которых могут объяснить абсолютно все процессы, происходящие в нашей Вселенной. Кстати, эта теория также предполагает существование огромного числа вселенных, в которых действуют физические законы, отличные от наших.
3. Общая теория относительности имеет отношение к ошибкам навигационных систем
Общая теория относительности была сформулирована Эйнштейном в 1915-м году. В ней постулируется, что «гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого́ пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии.»
Хокинг выступил в роли популяризатора этой теории. Он утверждает, в частности, что «Если общая теория относительности не будет принята во внимание в GPS-навигационных спутниковых системах, ошибки в определении глобальных позиций будут накапливаться со скоростью около 10 км в день. Важно понимать, что, чем ближе объект к Земле, тем медленнее течёт время. Таким образом, в зависимости от того, на каком расстоянии от Земли находятся спутники, их бортовые часы будут работать с разными скоростями. Эту разницу мы могли бы компенсировать автоматически, если бы этот эффект учитывался».
4. Аквариумные рыбки угнетены
«Представьте себя рыбкой, живущей в аквариуме с выпуклыми стенками. Что вы знали бы о нашем мире, если бы всю жизнь смотрели на него в искажении от стекла и не имели возможности выбраться? Невозможно познать истинную природу реальности: мы считаем, что чётко представляем себе окружающий мир, но, говоря метафорически, мы обречены всю жизнь провести в аквариуме, так как возможности нашего тела не дают нам выбраться из него.» — рассуждает Хокинг.
Впечатлённые этой метафорой власти города Монц, Италия, несколько лет назад законодательно запретили держать рыбок в круглых аквариумах, чтобы искажение света не мешало рыбкам воспринимать мир таким, какой он есть.
5. Кварки никогда не бывают одиноки
Кварки, «строительные блоки» протонов и нейтронов, существуют только группами и никогда — по одному. Сила, которая связывает кварки, увеличивается с увеличением расстояния между ними, так что, если попытаться оттянуть один кварк от другого, то чем сильнее вы будете тянуть, тем сильнее он будет пытаться вырваться и вернуться обратно. Свободные кварки не встречаются в природе.
6. Вселенная породила сама себя
Хокинг является убеждённым атеистом. Он посвятил немало времени научным доказательствам того, что для существования жизни никакой Бог не нужен. Одно из его знаменитых высказываний звучит так: «Поскольку существует такая сила как гравитация, Вселенная могла и создала себя из ничего. Самопроизвольное создание — причина того, почему существует Вселенная, почему существуем мы. Нет никакой необходимости в Боге для того, чтобы „зажечь“ огонь и заставить Вселенную работать».
Важные Работы Стивена Хокинга
Хокинг сделал свою репутацию, исследуя, в мельчайших подробностях, один конкретный набор проблем: особенность и горизонты вокруг черных дыр и в начале времени. Теперь, каждый уверен, что если вы столкнулись черную дыру, это будет последнее, что вы когда-либо сталкивались, и это правильно! Черная дыра является массивная система настолько централизованно конденсируется, что сила тяжести мешает все, что в нем, даже свет, от побега.
Первая крупная работа Хокинга была опубликована с Роджер Пенроуз, физик очень известный в своем собственном праве, и Джордж Эллис, в период 1968-1970. Они продемонстрировали, что каждое решение уравнений общей теории относительности гарантирует существование особой границы для пространства и времени в прошлом. Это сейчас известно как «теоремы сингулярности», и является чрезвычайно важным открытием.
Позднее, работая самостоятельно, в 1974 году он начал формулировать идеи о квантового испарения взрывающихся черных дыр, теперь известный «Излучение Хокинга.» Все это чрезвычайно важные научные труды.
В 1984 году Стивен работал с Джеймсом Хартлем, профессором Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Используя элегантную модель флуктуации вакуума, они были в состоянии обеспечить математическую рационализацию для всей вселенной выскакивают в существование в начале времени. Это также называется «Вселенная как волновой функции.» Я должен подчеркнуть, что они используют очень простые модели. Теперь, в то время как такие математические упражнения являются весьма спекулятивными, они могут в конечном счете привести нас к более глубокому пониманию этого создания события.
Признание Стивена Хокинга
В 1974 году стал членом Лондонского королевского общества.
В 1979-2009 годах был Лукасовским профессором Кембриджского университета (именная профессура в Кембриджском университете, одна из самых престижных академических должностей в мире).
В 2015 году в Лондонском королевском обществе была представлена «Медаль Стивена Хокинга за научную коммуникацию», которая будет ежегодно присуждаться деятелям науки и искусства за распространение научных знаний и вручаться в ходе международного фестиваля науки и искусств «Starmus», проводимого на Канарских островах.
Награды Стивена Хокинга
1975 — Медаль Эддингтона; 1975 — Золотая медаль Пия XI; 1976 — Медаль Хьюза; 1976 — Премия Дэнни Хайнемана в области математической физики; 1976 — Медаль Максвелла; 1978 — Премия Эйнштейна; 1979 — Медаль Альберта Эйнштейна; 1981 — Медаль Франклина; 1982 — Командор Ордена Британской империи; 1985 — Золотая медаль Королевского астрономического общества; 1987 — Медаль Дирака; 1988 — Премия Вольфа по физике; 1989 — Орден Кавалеров Почёта; 1989 — Премия принца Астурийского; 1989 — Золотая медаль Высшего совета по научным исследованиям; 1991 — Премия Марселя Гроссмана; 1988 — Премия Эндрю Геманта; 1999 — Премия Нейлора; 1999 — Медаль Альберта (Королевское общество искусств); 1999 — Премия Юлия Эдгара Лилиенфельда; 2003 — Премия Майкельсона — Морли; 2003 — Медаль Оскара Клейна; 2005 — Медаль в честь двухсотлетия Джеймса Смитсона; 2006 — Медаль Копли; 2008 — Премия Фонсеки; 2009 — Президентская медаль Свободы; 2012 — Медаль Роберта Хайнлайна; 2013 — Премия по фундаментальной физике; 2015 — Медаль Бодли.