Hola a todos, bienvenidos a la interpretación de este número, soy el bosque de Dolphin Bay. Esta vez continuamos interpretando a Hawking. Hice un tema especial sobre la interpretación de Hawking. Uno es para agradecerle por sus destacadas contribuciones a la humanidad y el otro es para expresar un profundo pesar por su fallecimiento.
Primero, vamos a conocerlo. Stephen Hawking nació en Oxford, Inglaterra, el 8 de enero de 1942. Ingresó a la Universidad de Oxford para estudiar física en 1959 y a la Universidad de Cambridge en 1962 para realizar un doctorado. Le diagnosticaron esclerosis lateral amiotrófica en 1963 y desde entonces ha estado en silla de ruedas. Se casó con Jane Wilde en 1965. Hawking estudió física durante toda su vida y fue nombrado profesor de física. Muchos de sus artículos y trabajos ganaron varios premios de física. En 1985 visitó China por primera vez y pronunció un discurso. "Una breve historia del tiempo" se publicó en 1988. Este trabajo ha vendido decenas de millones de copias y todavía ocupa el primer lugar entre los libros de divulgación científica. Su investigación sobre astrofísica jugó un papel pionero en nuestra comprensión del universo, y sus logros son suficientes para apoyar la exploración de civilizaciones de orden superior por parte de la humanidad. Durante su vida, ocupó la Cátedra Lucasiana en la Universidad de Oxford, una cátedra que alguna vez ocupó Newton. Lamentablemente, Hawking falleció el 14 de marzo de 2018. Su fallecimiento ampliará el tiempo para que podamos explorar el universo. Recordamos a este gran físico. Interpretaré sus obras una a una.
El libro que interpreto esta vez es "El universo en pocas palabras". Este libro es el segundo libro de Hawking. Es una lectura ampliada de "Una breve historia del tiempo" y proporciona una explicación en profundidad. algunos contenidos.
Pero ¿por qué este libro se llama “El Universo en pocas palabras”? ¿Qué investigaciones en profundidad ha realizado sobre "Breve historia del tiempo"? Escúchame despacio. Para que sea más fácil de entender, he dividido este libro en tres partes:
1. La teoría de la relatividad y la forma que ésta le da al tiempo.
2. El universo en un; nutshell;
3. La polifonía de las cuerdas del tiempo.
Permítanme reiterar aquí que estos libros de Hawking tienen un cierto umbral de lectura y requieren la comprensión de algunos conocimientos básicos de astrofísica, lo cual es relativamente fácil de entender para los fanáticos de la astronomía.
1. La Teoría de la Relatividad y la Forma que le Da al Tiempo
El mayor logro de la humanidad en el siglo XX no es más que el descubrimiento de la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, que promovió fundamentalmente la civilización humana. El proponente de la teoría de la relatividad fue Albert Einstein. Nació en Alemania en 1879. Siguió a sus padres a muchos lugares y se estableció en los Estados Unidos en su mediana edad y en sus últimos años.
Para facilitar la velocidad y el movimiento relativo, los científicos de finales del siglo XIX imaginaron que el universo estaba lleno del medio "éter", y afirmaron que el éter era absolutamente estacionario. Creían que la luz y el aire. Las ondas de radio se propagan en el éter, al igual que las ondas sonoras que se propagan en el aire o el agua. Todos conocemos el sentido común en física: supongamos que dos automóviles viajan uno frente al otro. La velocidad relativa de los dos automóviles es la suma algebraica de sus respectivas velocidades. Si viajan en la misma dirección, entonces su velocidad relativa es la diferencia. entre sus respectivas velocidades. Pero este no es el caso de la luz, ya sea que te muevas a favor o en contra de la luz, la velocidad de la luz es constante para ti. Algunos científicos incluso propusieron que los objetos se encogerían y el tiempo se ralentizaría al moverse a través del éter.
En un artículo escrito en 1905, Einstein señaló que si la gente no puede detectar si se está moviendo a través del espacio, el concepto de éter es puramente redundante. Señaló que la velocidad de la luz no tiene nada que ver con el movimiento de los objetos y es la misma en todas las direcciones. Esto requiere abandonar la idea de que existe una cantidad universal llamada tiempo que todos los relojes miden, sino que cada uno tiene su propio tiempo. . Las leyes de la naturaleza deberían parecer las mismas para todos los observadores que se mueven libremente. Pasó mucho tiempo antes de que la idea de la relatividad fuera ampliamente aceptada. Un corolario muy importante de la teoría de la relatividad es la relación entre masa y energía. Einstein propuso la famosa fórmula: E=mc? (Esta fórmula es la única que aparece en este libro y en "Una breve historia del tiempo"). Los estadounidenses utilizaron esta fórmula para desarrollar la bomba atómica, lo que condujo al Proyecto Manhattan que finalmente arrojó dos bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki, Japón, en 1945.
Cuando miramos hacia atrás en el tiempo, el espacio-tiempo es un cono en forma de pera. Ésta es la forma del espacio-tiempo.
Este descubrimiento del autor y su socio provocó un amplio debate en la comunidad científica. Y se adentra en el espacio de alta dimensión, pero esta zona siempre ha sido un misterio. Basándonos en la relatividad general y la teoría cuántica, intentamos descubrir la teoría del todo para abrir el espacio de alta dimensión. Surgió la teoría de cuerdas, que considera la partícula básica como una pequeña cuerda unidimensional que puede vibrar y que sólo tiene longitud. Las diferentes frecuencias a las que vibra esta cuerda representan diferentes partículas. Más tarde, el socio del autor, Paul Townsend, optimizó la teoría de cuerdas y la llamó teoría de "p-brana", es decir, una p-brana tiene longitudes en p direcciones. De esto, se puede concluir que la brana con p=1 es una cuerda. , y la brana con p=2 La brana es una superficie y, por analogía, habrá valores más grandes de p en el espacio de alta dimensión, y todo estará enrollado, dejando solo las cuatro dimensiones macroscópicas, casi planas. lo sabemos.
2. El universo en pocas palabras
Hablando de eso, repasemos el título de este libro: El universo en pocas palabras. El nombre está inspirado en la obra de Shakespeare "Hamlet". La frase de "Incluso si estoy encerrado en una cáscara de nuez, sigo pensando que soy el rey del espacio infinito". A partir de esta frase podemos darnos cuenta del espacio infinito del universo. Como ciencia, deberíamos intentar comprender el universo y obtener una imagen lo más completa posible. Pero después de mirar las profundidades del universo a través del Telescopio Hubble, no nos queda más que horror. Lo que vemos son miles de millones de galaxias, cada una con miles de millones de estrellas, muchas de las cuales también están rodeadas de planetas. Tomando como ejemplo nuestra Vía Láctea, solo vemos una pequeña gama de estrellas en la dirección vertical del disco. Además, a principios del siglo XX, Hubble observó el fenómeno del corrimiento al rojo en los espectros de otras galaxias y dedujo que casi todas las galaxias se están alejando de nosotros, y cuanto más lejos están de nosotros, más rápido se alejan. de nosotros. Este hecho demuestra que el universo se está expandiendo y la expansión se está acelerando. Rebobinar esta expansión traerá a colación un punto doloroso que nos resulta difícil de aceptar, que es el origen del universo. Hace 13.700 millones de años, el tiempo y el espacio se distorsionaron en una singularidad y luego se transformaron en lo que son ahora a través del Big Bang térmico. En esta singularidad, todas las leyes de la física dejaron de existir. Hay innumerables formas en que el universo ha evolucionado a partir de ese momento, y el universo que vemos ahora es solo una seleccionada al azar entre esas innumerables formas.
Esta conclusión se basa en el principio de incertidumbre de la relatividad y la mecánica cuántica. Sabemos que si una partícula quiere llegar al punto B desde el punto A, la distancia en línea recta es la más corta. Pero el principio de incertidumbre nos dice que a partir del punto A, hay innumerables maneras para que esta partícula llegue al punto B. Puede girar alrededor del Sol y luego llegar al punto B. El físico Feynman continuó deduciendo: El universo debería tener múltiples historias, basadas en todas las posibilidades. Hawking introdujo el concepto de "tiempo imaginario", que se encuentra en ángulo recto con el tiempo real ordinario que sentimos que pasa. En matemáticas, hemos aprendido sobre los números reales y sus contrapartes son números imaginarios, como √-5 (5 negativo bajo el signo de la raíz). Todas las historias posibles del universo están en tiempo imaginario, y su historia en tiempo real determina su historia en tiempo imaginario, y viceversa. El tiempo virtual no tiene principio ni fin. Es finito pero ilimitado, como una esfera. Pero el universo no es plano. En algunos lugares la gravedad es pequeña y el espacio se expande; en otros lugares la gravedad es fuerte y se forman galaxias. Por tanto, la superficie esférica del tiempo virtual es desigual, como la cáscara de una nuez.
Todo lo que sucede en tiempo real se almacena en esta cáscara de nuez como una contraseña. Puede que estemos limitados en pocas palabras, pero todavía nos consideramos el rey del espacio infinito.
3. Múltiples cadenas de tiempo
El tiempo, como dimensión separada, a menudo inspira nuestra imaginación. Nos gustaría saber cómo será si el tiempo se acelera, se ralentiza, Se distorsiona o incluso fluye hacia atrás. Qué espectáculo.
El ser humano siempre quiere predecir o incluso controlar el futuro, por eso la astrología es tan popular. Los científicos modernos siempre quieren encontrar el "determinismo científico" para "calcular" el futuro. Pero si queremos conocer el estado futuro de las cosas, debemos conocer su estado actual. Pero la incertidumbre nos dice que no podemos medir con precisión la posición y la velocidad de una partícula al mismo tiempo. Cuanto más exactamente se mide la posición, más rápido. Cuanto menor sea la velocidad, menor será la precisión de la medición y viceversa.
Debido a que la medición en sí afectará el movimiento de las partículas, no tenemos forma de comenzar. Sin embargo, la mecánica cuántica propuso una nueva teoría, una ecuación descubierta por el físico Schrödinger llamada función de onda. No sabemos la ubicación específica donde aparece una partícula, pero podemos calcular la probabilidad de que aparezca en cada punto del espacio. Esto es lo que hace la función de onda. Pero ha surgido un nuevo problema. El requisito previo para utilizar la función de onda es que el tiempo debe ser suave y continuo, lo que obviamente no supone ningún problema en la física newtoniana. En la teoría especial de la relatividad, cada uno tiene su propia medida del tiempo y no existe un tiempo absoluto. Éste también se puede calcular mediante la función de onda. Pero obviamente falla en la teoría general de la relatividad. La relatividad general dice que el espacio y el tiempo no son planos sino curvos, y que la materia y la energía deforman el espacio y el tiempo. Por ejemplo, en un agujero negro, la "información" de la materia absorbida por el agujero negro se pierde temporalmente. La "radiación de Hawking" propuesta por Hawking significa que los agujeros negros no son completamente "negros" y emitirán partículas en el borde del horizonte de sucesos del agujero negro, uno de los pares de partículas virtuales y reales es absorbido por el agujero negro antes de la colisión. y la aniquilación, y el otro no es atraído por la gravedad y se escapa. En este momento, el agujero negro se considera como una p-brana. Una partícula golpea la membrana y genera ondas en diferentes direcciones. produce picos. Un pequeño trozo se rompe y se emite como una partícula. En este modelo, la información sobre un objeto que cae en un agujero negro se almacena en la función de onda de la onda en la brana p. La brana p se considera una porción delgada de espacio-tiempo plano y, por lo tanto, es suave, por lo que se pueden generar ondas futuras. calculado utilizando la ecuación de Schrödinger. De ello se deduce que el mundo es predecible.
Entonces, ¿podemos volver al pasado? ¿Podría una civilización avanzada retroceder y cambiar el pasado? Todos sabemos que la luz es la más rápida y que ninguna materia puede superar la velocidad de la luz, por lo que el viaje directo en el tiempo es imposible. Sin embargo, la relatividad general demuestra que el espacio-tiempo es curvo. ¿Existe una tubería que conecta diferentes áreas del espacio y el espacio-tiempo: un agujero de gusano? Todavía es sólo imaginación y todavía no hemos encontrado una ecuación que pueda doblar la gran curvatura del espacio-tiempo.
Hawking tiene grandes esperanzas en la tecnología que tenemos actualmente los humanos. Dijo que el desarrollo de la biotecnología y la vida electrónica acelerará nuestro sueño de la "navegación interestelar". Pidió que la humanidad mejore de alguna manera mental y físicamente si quiere hacer frente al mundo cada vez más complejo que la rodea y a nuevos desafíos como los viajes espaciales. ¡Mejore nuestra sabiduría, combine la biología y la tecnología electrónica y permítanos a los humanos ascender a un nivel de vida superior!
Este libro ha sido explicado aquí. Resumamos brevemente:
Lo primero de lo que hablamos es de cómo Einstein dio forma al universo y al espacio-tiempo. Antes de Einstein, la gente siempre había creído en la "visión absoluta del espacio y el tiempo", creyendo que el espacio y el tiempo eran absolutos y libres de cualquier interferencia. Pero a través de la teoría especial de la relatividad, Einstein rompió el concepto de tiempo absoluto y, a través de la teoría general de la relatividad, estableció una conexión entre el tiempo y el espacio, dando forma al espacio y al tiempo.
A continuación, hablamos de cómo Hawking dio forma a la historia del universo. Hawking introdujo un concepto llamado "tiempo virtual" mediante métodos matemáticos. El tiempo virtual está estrechamente relacionado con el tiempo real, pero es más flexible que el tiempo real. Hawking propuso que la historia del universo en tiempo virtual es una esfera cerrada de cuatro dimensiones sin singularidad, origen o comienzo, y sin necesidad de que Dios la cree. A esto se le llama el "modelo de universo ilimitado".
Finalmente, ¿por qué Hawking dijo que la historia del universo es una cáscara de nuez? Hawking combinó la relatividad general con el "pensamiento multiverso" y creía que el universo puede tener múltiples historias, pero no todas las historias son adecuadas para la supervivencia humana. La historia del universo en el que vivimos en tiempo virtual debe ser una esfera de cuatro dimensiones con ligeras fluctuaciones. En este caso, es posible que se formen galaxias, estrellas y vida inteligente en tiempo real. Este universo en busca de rostros, con ligeros altibajos, es como una cáscara de nuez, y todos vivimos en esa cáscara de nuez.
Bien, la interpretación de hoy ha terminado. Gracias por mirar. Nos vemos en la próxima interpretación.