Путешествия во времени, черные дыры, опасные инопланетяне: о чем предупреждал Стивен Хокинг

8 января 1942, ровно через 300 лет после смерти Галилео Галилея, родился Стивен Хокинг, британский физик-теоретик, астрофизик и популяризатор науки. В 21 год у Хокинга диагностировали боковой амиотрофический склероз, из-за чего со временем физик оказался парализованным. В 1985 году Хокинг утратил способность говорить и общался с помощью синтезатора речи. После установления диагноза врачи давали Хокингу не более 2–3 лет жизни, но он прожил со своей болезнью 76 лет и умер 14 марта 2018 года — в день рождения Альберта Эйнштейна.

Самые известные научные достижения Хокинга касаются гравитационной сингулярности в рамках общей теории относительности Эйнштейна и теории о том, что черные дыры на самом деле могут исчезать. Эта теория привела к появлению информационного парадокса, который физики пытаются решить уже несколько десятилетий.

Хокинг был первым, кто предложил основу для объединения не работающих вместе общей теории относительности и квантовой механики. Это стало первым шагом на пути к созданию так называемой "теории всего", то есть единого закона физики, который описывает одновременно и квантовый мир, и крупномасштабную Вселенную. Но эта теория пока еще не создана. Фокус собрал самые интересные факты о научных достижениях и теориях знаменитого физика.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Стивен Хокинг и черные дыры

Совместно с физиком Роджером Пенроузом в 70-х годах прошлого века Стивен Хокинг доказал, что Вселенная началась с точки бесконечной плотности — сингулярности. Такие гравитационные сингулярности существуют по всей Вселенной, и они находятся в центрах черных дыр. Как известно, черные дыры — это область пространства-времени, которая поглощает окружающую материю. Все, что попадает за пределы горизонта событий черной дыры, исчезает навсегда. Согласно теории Стивена Хокинга, черные дыры на самом деле не существуют вечно и со временем исчезают, ведь выпускают излучение, которое теперь известно, как излучение Хокинга.

До Хокинга считалось, что из черной дыры ничто, даже свет, не может выбраться. Но физик применил законы квантовой механики к гравитации, описанной в общей теории относительности Эйнштейна, и доказал, что черные дыры все же выпускают излучение. И это излучение постепенно забирает часть массы черной дыры до тех пор, пока черная дыра полностью не испарится.

Стивен Хокинг предположил, что не все частицы поглощаются черной дырой. В квантовой механике обычные частицы и античастицы могут появляться и исчезать. При этом при столкновении таких частиц происходит их взаимное уничтожение. Хокинг считал, что колебания квантовых полей на горизонте событий черной дыры приводят к тому, что не всегда частицы и античастицы уничтожают друг друга. Одна из связанной пары частиц может попасть в черную дыру, в то время как другая может вырваться из нее. Таким образом эти частицы выходят в виде излучения.

Стивен Хокинг и информационный парадокс черной дыры

Обнаружение Хокингом того, что черные дыры исчезают со временем, привело к появлению информационного парадокса черной дыры. Если черная дыра исчезает, то вся информация о материи, которая в нее попала, исчезает навсегда. Но это противоречит законам физики, которые гласят, что информация не может быть уничтожена. Этот парадокс вызвал настоящий раскол в научном сообществе. Физики говорили, что или Хокинг неправ, или вся современная физика неверная.

Только в 2004 году через почти 30 лет после открытия того, что черные дыры исчезают, Хокинг признал, что был неправ. Он предположил, что информация может записываться на "поверхности" черной дыры, то есть горизонте событий. И все же Хокинг считал, что информация, хотя и сохраняется, становится практически неузнаваемой.

Хокинг заявил, что информация может выходить из черной дыры в виде излучения. Но физики до конца не понимают, как именно информация кодируется в излучении Хокинга.

До сих пор нет полного решения информационного парадокса черной дыры, хотя существует много предположений. Решение этого парадокса считается одним из главных ключей для создания так называемой "теории всего". Она должна объединить гравитацию из общей теории относительности Эйнштейна и законы квантовой механики, описывающие мир субатомных частиц.

Стивен Хокинг и путешествие во времени

Классическое понимание путешествия во времени имеет свои ограничения, и они связаны с появлением парадоксов. Если бы путешественники во времени могли изменить даже незначительные детали прошлого, то последствия этого либо переписали бы настоящее, либо устранили бы существование путешественника во времени. Это, казалось бы, непреодолимое препятствие побудило Стивена Хокинга выдвинуть свою гипотезу о защите хронологии, которая утверждает, что законы физики запрещают путешествие во времени.

В 2009 году Хокинг организовал вечеринку, но разослал приглашения на нее после того, как она закончилась. Так физик доказал, что путешествия в прошлое невозможны, ведь никто на вечеринку не пришел.

О чем предупреждал Стивен Хокинг?

В последние годы жизни Хокинг часто делал предсказания о будущем нашей цивилизации, и они были не совсем приятными.

• Хокинг считал, что человечество может быть уничтожено либо ядерной войной, либо из-за изменения климата в течение ближайших 1000 лет. Поэтому физик считал, что для того, чтобы избежать катастрофы люди должны колонизировать другие планеты.
• Что касается внеземного разума, то учитывая необъятность Вселенной, Хокинг считал, что внеземные цивилизации могут существовать. Но ученый советовал не вступать с ними в контакт и не обнаруживать себя. Хокинг предупреждал, что высокоразвитая инопланетная цивилизация может забрать все ценные ресурсы Земли. Хокинг заявил, что если инопланетяне посетят Землю, то результат будет таким же, как когда Колумб высадился в Америке, что закончилось не очень хорошо для коренных американцев.
• Также Хокинг предупредил, что сверхразумный искусственный интеллект может сыграть не очень хорошую роль в судьбе человечества. Физик считал, что создание очень умного ИИ может стать концом человеческой расы, ведь искусственный интеллект может начать самосовершенствоваться очень быстро и в какой-то момент его цели станут противоречить целям человечества. В таком случае ИИ может решить устранить проблему, то есть нас.

Как уже писал Фокус, тайна нейтрино с самой высокой энергией, которые когда-либо видели ученые, может быть связана с излучением Хокинга.

Также Фокус писал о том, что физики обнаружили доказательство недоказанной теории черных дыр Стивена Хокинга.