Белые пятна черных дыр: главная теория Стивена Хокинга
Стивен Хокинг получил известность благодаря изучению модели расширяющейся Вселенной и космологической сингулярности — описываемого этой моделью состояния Вселенной. Главные же его достижения как физика-теоретика связывают с исследованием черных дыр. Он одним из первых в 1970-х начал изучать поведение элементарных частиц вблизи черной дыры с точки зрения квантовой механики.
Излучение Хокинга
Хокинга можно считать одним из создателей квантовой космологии. В 1973 году он первым рассчитал поведение квантовых полей при наличии горизонта событий (горизонт событий — ограничивающая черную дыру воображаемая световая поверхность, из пределов которой свет не может попасть наружу). До публикаций Хокинга считалось, что в черной дыре исчезает вся информация о поглощенных ею объектах за исключением трех параметров — массы, электрического заряда и момента импульса, но это противоречило некоторым постулатам квантовой механики.
Хокинг предположил, что информация хоть и исчезает в черной дыре, но возвращается в нашу Вселенную в виде излучения Хокинга. Черная дыра поглощает одну половину пары «частица — античастица», а другая половина возвращается обратно в космос в виде разных элементарных частиц, в основном фотонов, унося с собой небольшую часть энергии черной дыры. Таким образом, черные дыры постепенно испаряются, теряя массу. В своих работах ученый показал, каким может быть не противоречащий законам квантовой механики подход к анализу состояний черной дыры до того, как она поглотила материю, и после. Таким образом, он разрешил важное противоречие, существовавшее в современной астрофизике.
В докладе, представленном в 2015 году, Хокинг предположил, что информация, попавшая в черную дыру, не исчезает и не записывается где-то внутри нее, а хранится в области горизонта событий в виде своего рода голограммы. Ученый высказал гипотезу, что частицы, покидающие черную дыру в результате излучения Хокинга, могут вновь получать утерянную информацию с этой поверхности.
«Эйнштейн никогда не принимал квантовую механику из-за присущего ей элемента случайности и непостоянства. Он говорил: «Господь не играет в кости». Он был неправ дважды. Наличие черных дыр доказывает, что Господь не только играет в кости, но еще и бросает их туда, где никто не сможет их увидеть».
Впоследствии модель дорабатывалась как автором, так и другими исследователями. Благодаря своему участию в этих исследованиях Стивен Хокинг считается одним из создателей теории квантовой гравитации — направления в теоретической физике, благодаря которому ученые надеются без противоречий объяснить разные типы взаимодействия элементарных частиц и тел.
Популяризация науки
Хокинг получил признание как один из величайших популяризаторов науки в истории. В 1988 году была издана самая известная его книга — «Краткая история времени». Вскоре она стала мировым бестселлером, была переведена на десятки языков, а продажи за первые 20 лет превысили 10 млн штук. В книге относительно простым языком объяснялись самые сложные понятия в современной науке. Помимо классических научно-популярных работ Хокинг вместе с дочерью Люси также писал детские научно-популярные книги.
«Всю свою жизнь я поражался тем главным вопросам, с которыми нам приходится сталкиваться, и пытался найти для них научный ответ. Возможно, поэтому я продал больше книг про физику, чем Мадонна про секс».
