En las primeras etapas de la actual expansión del universo, el espacio-tiempo estaba muy distorsionado y el radio de curvatura era muy pequeño.
Hawking estudió la teoría de la gravedad de Einstein en la década de 1970. Descubrió que, en condiciones muy generales, debe haber singularidades en el espacio y el tiempo, y el espacio-tiempo parece tener una curva infinita. Sin embargo, en ese momento no estaba claro si la singularidad realmente existía. Roger Penrose, del Birkbeck College de Londres, confirmó que los agujeros negros efectivamente forman singularidades.
Más tarde, Penrose y Hawking aplicaron la misma idea a todo el universo y demostraron que la teoría de Einstein predecía una singularidad en nuestro pasado lejano, conocida como el Big Bang. Hawking y Penrose demostraron juntos el famoso teorema de la singularidad, por el que ganaron juntos el Premio Wolf de Física de 1988.
2. Teoría del agujero negro
En 1974, Hawking propuso el concepto de evaporación del agujero negro. Creía que aparecerían cuatro posibilidades alrededor del agujero negro en el momento relativo en el que se formaran partículas virtuales. generado: aniquilación directa, y todos caen Al entrar en un agujero negro, las partículas positivas caen en el agujero negro y las partículas negativas escapan, y las partículas negativas caen en el agujero negro y las partículas positivas escapan. Hawking propuso además el concepto de microagujeros negros (también conocidos como agujeros negros primordiales).
Stephen Hawking 2014 65438 26 de octubre Argumento: La ecuación de gravedad de Einstein tiene dos soluciones singulares, a saber, agujeros negros y agujeros blancos. Pero en teoría, un agujero negro debería ser un cuerpo celeste que "entra y sale", mientras que un agujero blanco sólo puede salir pero no entrar. Sin embargo, los agujeros negros emiten radiación de partículas y ya no son adecuados para llamarlos agujeros negros, sino "agujeros grises". Su opinión anterior de que los agujeros negros podían destruir información e inteligencia fue su "mayor error".
3. Teoría del Universo Ilimitado
Hawking estableció la teoría ilimitada de la cosmología cuántica a principios de los años 80. Creía que el tiempo y el espacio son finitos e ilimitados, y que el universo no sólo es autoconsistente sino también autosuficiente. No requiere el primer empujón de Dios al comienzo del universo.
La teoría del universo ilimitado también excluye a Dios como el "Creador". Creía que el tiempo y el espacio son finitos e ilimitados, y que el universo no sólo es autoconsistente sino también autosuficiente. No requiere el primer empujón de Dios al comienzo del universo. La evolución e incluso la creación del universo están determinadas únicamente por leyes físicas, lo que excluye completamente a Dios de todas las cosas en el universo. Más tarde, las observaciones de las fluctuaciones de la temperatura de fondo espacial realizadas por el detector de radiación de fondo cósmico confirmaron esta predicción y demostraron que el mundo es ateo.
4. Radiación de Hawking
Hawking utilizó la teoría cuántica de campos en el contexto del espacio-tiempo curvo para demostrar que los agujeros negros irradian como cuerpos negros termodinámicos, proponiendo así la radiación de Hawking.
En el universo "vacío", según el principio de incertidumbre de Heisenberg, un par de partículas virtuales positivas y negativas se generarán de la nada en un instante y luego desaparecerán instantáneamente, de acuerdo con la conservación de la energía. . Más allá del horizonte de sucesos del agujero negro no es una excepción. Stephen William Hawking razonó que si se crearan un par de partículas virtuales fuera de un agujero negro, una se sentiría atraída y la otra escaparía.
Si este es el caso, la partícula que escapa gana energía y puede escapar hasta el infinito sin ser aniquilada por la partícula opuesta. Desde fuera parece un agujero negro que emite partículas. Esta radiación conjeturada se denomina "radiación de Hawking". Debido a que extrae energía y absorbe parte de la energía del agujero negro, la masa del agujero negro se hará cada vez más pequeña y desaparecerá. También extrae información, por lo que no viola la ley de la información;
5. Función de onda cósmica
Cuando Hawking y Jim Hartle colaboraron, propusieron conjuntamente la "función de onda cósmica", que puede usarse para calcular las características del universo que vemos teóricamente.
Información ampliada Stephen William Hawking es una de las grandes figuras con reputación internacional de este siglo. Es profesor del Departamento de Matemáticas y Física Teórica de la Universidad de Cambridge y el cosmólogo y relativista general contemporáneo más importante. La Conferencia Lucas de Matemáticas en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, es la conferencia honorífica más alta en la historia de las ciencias naturales después de Newton y Dirac.
Hawking enfatizó en "The Grand Design" que el universo no necesita un creador o "Dios" y comenzó con "La filosofía está muerta", lo que significa que los seres humanos serán liberados de la autoesclavitud de ignorancia, que niega que la filosofía y la religión puras puedan realmente explicar la naturaleza, lo que también muestra que las principales religiones son sólo sistemas para explorar lo desconocido y buscar la liberación eterna en el antiguo mundo espiritual, en lugar de una verdad objetiva.
Con el progreso de los tiempos, la civilización humana debe ponerse al día y no quedarse atrás. Esta es también la razón por la que generaciones de personas con visión de futuro persiguen el significado de la existencia, la vida y el universo. Resolver estas proposiciones debería haber sido tarea de los filósofos. Desafortunadamente, el rápido desarrollo de la ciencia ha impedido que la filosofía esté a la altura.
Hawking espera resolver el misterio del nacimiento del universo. En la década de 1970, Hawking aplicó la mecánica cuántica para explicar el fenómeno de los agujeros negros. Durante los siguientes 30 años, se hizo más difícil explicar todo el universo utilizando la mecánica cuántica. Hawking quería encontrar una teoría que pudiera explicar perfectamente el fenómeno general del universo desde su nacimiento hace 65,438 a 370 millones de años, sin embargo, después de muchos años, a pesar de que estaba infinitamente cerca de él, todavía no lo logró. a una conclusión.
Según su teoría de la mecánica cuántica, el nacimiento del universo fue provocado por el Big Bang, que fue producto de la explosión de materia comprimida infinitesimal bajo supergravedad (que también puede entenderse como densidad infinita). Las categorías teóricas de la mecánica cuántica no pueden explicar cómo funciona este proceso. ¿Por qué sucede esto? Hawking dijo: "Debe haber una teoría que pueda describir la gravedad a pequeña escala".
La teoría del "agujero gris" de Hawking cree que la materia y la energía se liberarán nuevamente en el universo después de haber quedado atrapadas por los agujeros negros durante un período de tiempo. Admitió en su artículo que su comprensión inicial del horizonte era errónea y que la luz en realidad puede viajar a través del horizonte. A medida que la luz escapa del núcleo del agujero negro, se mueve como una persona corriendo en una cinta, encogiéndose lentamente al irradiarse hacia afuera.
"La teoría clásica de los agujeros negros sostiene que ninguna materia o radiación puede escapar de un agujero negro, mientras que la teoría de la mecánica cuántica muestra que tanto la energía como la información pueden escapar de un agujero negro". Para lograr este proceso de escape se requiere una teoría que integre exitosamente la gravedad y otras fuerzas fundamentales. Durante los últimos 100 años, nadie en física ha intentado explicar este proceso.
Algunos científicos están de acuerdo con la teoría del "agujero gris" de Hawking, mientras que otros se muestran escépticos. Joseph Polchinski, físico teórico del Instituto Kavrey de Física Teórica de Estados Unidos, señaló que según la teoría de la gravedad de Einstein, el límite de un agujero negro existe, pero no es diferente del resto del universo. La física cuántica moderna sostiene que esta información material nunca desaparece por completo.
Durante más de 30 años, Hawking intentó explicar esta visión contradictoria con diversas especulaciones. Hawking dijo una vez que el movimiento cuántico en los agujeros negros es un caso especial. Debido a que la gravedad en un agujero negro es tan fuerte, la mecánica cuántica ya no se aplica. Las afirmaciones de Hawking no convencieron a muchos académicos escépticos de la comunidad científica.
Ahora parece que Hawking finalmente ha dado una respuesta más convincente a esta visión contradictoria. Hawking dijo que un agujero negro nunca se apaga por completo: la radiación de Hawking. Gradualmente irradian más y más calor al mundo exterior durante un largo tiempo, y luego los agujeros negros eventualmente se abrirán, liberando la información material contenida en su interior.
El 6 de agosto de 2016, Jeff Steinhauer, profesor del Instituto Tecnológico de Israel en Haifa, demostró la naturaleza cuántica de la radiación de Hawking en un artículo publicado en la revista Nature Physics. En lugar de un agujero negro ligero, creó un agujero negro sonoro, utilizando un tubo largo que contiene partículas sonoras, el "horizonte de sucesos" de los fonones.
En 2014, el profesor Steinhauer descubrió que los fonones se generan aleatoriamente en el horizonte de sucesos. En su último resultado, Steinhauer demostró que estos fonones son uno de un par de fonones relacionados, demostrando así los efectos cuánticos de la radiación de Hawking.
Referencia:
Enciclopedia Stephen William Hawking-Baidu