Historie Podcasts

En kort historie om Stephen Hawking

En kort historie om Stephen Hawking



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


En kort historie om Stephen Hawking

Hans berømmelse er enorm, men hvordan vil hans arv stå op?

Stephen Hawkings kontor i stueetagen i en moderne akademisk blok i Cambridge er en overraskende overdådig affære, komplet med lædermøbler og blomstrende potteplanter. I kontrast til den traditionelle indretning er et Homer Simpson -ur på den ene væg og på en anden et omhyggeligt doktoreret fotografi, der viser Marilyn Monroe posere med Hawking i sin kørestol.

Disse er gamle favoritter, der tilhører verdens mest berømte levende videnskabsmand. For nylig har et spændende nyt sæt billeder dog fået stor stolthed: fotografier af Hawking, et strålende grin fast i ansigtet, der svæver i luften under en nylig nul-tyngdekraftsflyvning på en specielt modificeret Boeing 727. Forskeren oplevet mere end fire minutter tyngdekraftsfri flyvning glæder sig ivrigt til endnu et skud, siger han.

"Det var forbløffende. Nul-g-delen var vidunderlig, og høj-g-delen var ikke noget problem. Jeg kunne have været ved og ved. Plads, her kommer jeg, ”siger han med sin varemærke computersyntetiserede stemme, fyldt med en meget u-britisk amerikansk accent.

Den kørestolsbundne fysiker joker heller ikke. Hawking har slået sig sammen med den britiske iværksætter Richard Branson for at flyve på en af ​​de første flyvninger med Virgin Galactic, hvis rumfly er indstillet til at kaste passagerer til 120 km (75 miles) højder i 2009. I den højde-hængende på selve udkant af plads - passagerer vil opleve endnu længere perioder med vægtløshed, muligvis op til en halv time.

For Hawking, der er fanget så længe i sin kørestol, vil en flyvning bringe yderligere lindring fra hans indespærring. Endnu vigtigere vil det give offentligheden et klart signal om hans tro på, at Homo sapiens'Fremtiden ligger med interplanetariske rejser. "Jeg tror, ​​at menneskehedens overlevelse vil afhænge af dens evne til at finde nye hjem andre steder i universet, fordi der er en stigende risiko for, at en katastrofe ødelægger Jorden," argumenterer han. "Jeg vil øge offentlighedens opmærksomhed på rumfart."

Flugt til stjernerne: det lyder melodramatisk. Men Hawking er seriøs. Menneskehedens håb om overlevelse afhænger af, at vi lærer at forlade vores planet, som vi nu ødelægger, siger han. Uret tikker. "Vi står nu på randen af ​​en anden atomalder og en periode med hidtil usete klimaforandringer." Endnu værre er udsigten til, at terrorister misbruger genetisk videnskab til at skabe vira, der kan udslette vores art.

Kort sagt, Hawkings syn på fremtiden er ikke optimistisk. Men hvad kunne man forvente? Cambridge -fysikeren har måttet udholde årtier med alvorlig fysisk uarbejdsdygtighed. Som sådan er et hårdt livssyn næppe overraskende.

Stephen William Hawking blev født den 8. januar 1942 - 300 år til dagen efter en anden stor fysikers død, Galileo. Han voksede op med en bror og to søstre i middelklassen St Albans, nordvest for London. Det var et sikkert liv dæmpet af hans forældres milde excentricitet - familiebilen var en sort London -taxa, og der blev holdt ferie i en sigøjnervogn. Hans far, Frank, var en medicinsk forsker, mens hans mor, Isobel-der stadig lever-var liberal, fritænker og varig indflydelse.

På den lokale folkeskole blev Hawking betragtet som en swot, der undgik popmusik til jazz, klassisk musik og debattering. Han demonstrerede også en uhyggelig evne til at visualisere løsninger på komplekse problemer, uden beregning eller eksperiment, et talent, der ville vise sig uvurderligt i senere år. Hawking vandt et stipendium til University College, Oxford, og i 1962 fik han en første i fysik og flyttede til Cambridge for at studere kosmologi.

På den tid var Big Bang -teorien om universets fødsel kun langsomt ved at blive accepteret af astronomer. Det var tydeligt, at galakser flyver væk fra hinanden, fordi hele universet pludselig var eksploderet til eksistens for omkring 15.000 millioner-ulige år siden, blev det hævdet. Men nogle forskere kunne ikke lide denne opfattelse. Det var simpelthen for groft. Især modsatte en gruppe russiske forskere sig tanken om, at hele universet var udbrudt fra et enkelt punkt eller singularitet, og hævdede, at de kunne vise, at det blot var kontraheret fra en tidligere udvidet tilstand til en mindre, men ikke uendelig lille, stat inden udvidelse igen.

"Jeg kunne ikke lide dette såkaldte bevis," siger Hawking. Så han og en anden Cambridge -kosmolog, Roger Penrose, foretog en række elegante beregninger, der viste, at ideen om en kosmisk singularitet var korrekt. "Universet begyndte fra et enkelt, uendeligt tæt sted, hvor tiden begyndte." Den unge fysiker var begyndt at sætte sit præg.

Omkring dette tidspunkt fandt Hawking ud af, at hans bevægelser blev klodset. Derefter bemærkede hans far hans mangel på koordinering og tog sin søn til lægeundersøgelser. Resultaterne var dystre. "Jeg indså [at lægerne] forventede, at det ville blive værre, og der var ikke noget, de kunne gøre, bortset fra at give mig vitaminer," siger Hawking. Til sidst satte specialister navn til hans tilstand: amyotrofisk lateral sklerose, undertiden kendt som Lou Gehrigs sygdom, en type motorneuronsygdom, der fjerner syge af deres muskelkraft og normalt ender med for tidlig død.

Hawking styrtede ned i en dyb depression og holdt sig sent om aftenen og lyttede til sin elskede Wagner. Der var dog ingen drink, understreger han. I modsætning til mange avisberetninger søgte han ingen trøst i alkohol. I stedet fandt han trøst hos en gammel ven, Jane Wilde. De blev forelskede og besluttede at gifte sig. "Det engagement ændrede mit liv," husker Hawking. "Det gav mig noget at leve for."

Inden for få år var Hawking begrænset til en kørestol og blev stadig mere afhængig af hjælp fra andre. Men selvom hans krop var fanget, fortsatte hans intellekt med at strejfe. På en måde var han heldig, at han var et unikt cerebralt erhverv. Han var teoretiker og behøvede derfor ikke at udføre forsøg i laboratorier. Så Hawking begyndte at tænke på sorte huller, resterne af kollapsede stjerner, der er så tætte, at ikke engang lys kan undslippe dem. Man troede, at disse stjernekirkegårde ubønhørligt ville stige i antal, da universet blev ældre. Langsomt ville lysene slukke på tværs af kosmos, da stof blev suget ind i de bundløse hulrum af flere og flere sorte huller.

Men ideen nagede hos Hawking. I 1974 lavede han en række beregninger, der i nogle tilfælde viste, at et sort hul faktisk kunne udstråle energi, hvilket modsiger den almindelige opfattelse, at de var en envejsgade. Hawking regnede med, at det sorte hul ville blive mindre og mindre, indtil det nåede størrelsen af ​​en atomkerne, men stadig vejer imponerende 1.000 til 100.000.000 tons. Så ville det bryde ud i en enorm eksplosion.

Denne forestilling faldt temmelig dårligt i starten, som Jane Hawking husker i sin nyligt udgivne Traveling to Infinity: My Life with Stephen. Hun husker tydeligt foredraget, hvor hendes mand skitserede sine ideer om sorte huller til en samling af fysikere på Rutherford Appleton Laboratory i Oxfordshire.

Hunked i sin stol og i en svag hviskende tale beskrev Hawking sin kætteriske idé: sorte huller er ikke rigtig 'sorte'. Til sidst sluttede hans foredrag. "Stilheden herskede," siger Jane. “Derefter rejste formanden, professor John G. Taylor fra King’s College, London … på benene og rasede’ Dette er ret absurd. Jeg har ikke noget andet valg end at bringe denne session til en umiddelbar afslutning. ’” Uden for mødesalen samlede forskere sig i chokerede huddles for at diskutere, hvad de lige havde hørt. Hawking angrede ikke. "Der er intet som eureka -øjeblikket med at opdage noget, som ingen vidste før," siger Hawking med typisk uartig humor. "Jeg vil ikke sammenligne det med sex, men det varer længere."

Hawking uddybede senere sin idé om sort hulstråling i et papir, som han forelagde det prestigefyldte tidsskrift Natur. Dette blev først afvist, men senere accepteret og til sidst offentliggjort efter mindre ændringer af Hawking. Langsomt blev ideen - at sorte huller kan udsende stråling - mainstream og er nu bredt accepteret af kosmologer. Sådan energi er faktisk simpelthen kendt som Hawking -stråling. Teorien-vurderet til hans mest varige og vigtige videnskabelige arv-var en særlig triumf for Hawking, fordi den markerede hans første bemærkelsesværdige præstation i hans forsøg på at forene fysik, i dette tilfælde ved at bruge sorte huller, at forene den store struktur i kosmos med atomets lille struktur. Hans arbejde med sorte huller banede også vejen for Hawking til at blive valgt som stipendiat i Royal Society i 1974.

Tre år senere blev Hawking udnævnt til Cambridge's Lucasian Professor i matematik, en stilling besat af Isaac Newton tre århundreder tidligere. På dette tidspunkt havde kosmologen svært ved selv at tale. "Jeg skrev videnskabelige artikler ved at diktere til en sekretær, og jeg holdt seminarer gennem en tolk, der gentog mine ord mere tydeligt," husker Hawking. Faktisk var det kun få mennesker uden for hans nærmeste familie, der kunne forstå, hvad han sagde, og hans børn - Lucy, Robert og Timothy - måtte ofte også fungere som tolke.

Det meste af byrden ved at passe Hawking var nu faldet på Janes skuldre, et punkt understreget af Lucy Hawking. ”Efter at have gjort børnene klar til skolen, løftede hun min far ud af sengen og i hans stol. Hun ville derefter vaske ham, fodre ham og få ham på arbejde. ”

Det er et afgørende punkt. Hawking har opnået underværker, mens han led af et stort handicap, men dette er kun blevet håndteret gennem store ofre fra andre. "Min far har fastholdt en resolut vantro i sit eget handicap, eller rettere en manglende evne til at acceptere, at der er noget, han ikke kan gøre," tilføjer Lucy. ”Denne holdning er både beundringsværdig og irriterende. Når han står over for en lang trappe for at se en udsigt, der pålideligt siges at være ikke særlig spændende, driver hans insisteren på at blive løftet til toppen alligevel, stærke mænd til tårer. Denne beslutsomhed er utvivlsomt det, der understøtter ham. ”

I 1988 producerede Hawking sit første seriøse forsøg på videnskabelig popularisering: En kort tidshistorie. Bogen, selvom den var rettet mod offentligheden, viste sig at være temmelig svær at følge med sine strejf i emner som imaginær tid og 11-dimensionelt rum. Ikke desto mindre blev den en international bestseller og har siden solgt mere end 25 millioner eksemplarer, hvilket i høj grad øgede Hawkings ellers magre kasser.

Bogen er bortset fra sin forbløffende popularitet også berømt for sin kryptiske sidste sætning. Efter at have forenet teorierne om tyngdekraft og kvantemekanik, vil menneskeheden da helt sikkert kende "Guds sind", skrev Hawking. Sætningen affødte en overflod af andre kosmologi -bøger med 'Guds sind' i titlen og udløste også intense spekulationer om, at Hawking - en erklæret ateist - havde fundet religion i senere liv. Først for nylig har forskeren forklaret sin egentlige betydning. "Det, jeg mente, da jeg sagde, at vi ville kende Guds sind, var, at hvis vi opdagede det fulde sæt love og forstod, hvorfor universet eksisterede, ville vi være i Guds position," siger han. Så nej, Hawking er ikke bukket under for religionens blødninger.

I 1985 fik Hawking lungebetændelse, en livstruende sygdom for en mand i hans tilstand. Hans alvorlige vejrtrækningsproblemer førte til en tracheotomi, der ødelagde hans resterende talekræfter. Heldigvis var der en teknologisk løsning ved hånden. En computeriseret stemmesynteser blev monteret på Hawkings kørestol, så han kunne generere ord og sætninger, omend i et relativt stabilt tempo på 15 ord i minuttet. Ikke desto mindre forhindrede enheden Hawking i at blive totalt afskåret fra at kommunikere med menneskeheden.

På dette tidspunkt havde Hawking levet tre årtier længere end lægerne havde forventet, selvom han stadig var i stand til at levere stød. I 1990 meddelte han, at han blev skilt fra Jane, der havde passet ham i mere end 25 år, og i stedet ville bo hos sin sygeplejerske Elaine Mason. Elaine og Hawking blev til sidst gift, og fagforeningen udløste vrede reaktioner fra hans familie. Jane fordømte ham bittert som en "almægtig despot", der brugte mennesker til sine egne formål, mens hans datter Lucy sammenlignede hans holdning til sin familie med "Monopoly-hotellet nær deres små huse". Hawkings andet ægteskab varer dog kun et par år. Han og Mason indledte for nylig skilsmissesager og bor ikke længere sammen.

I 1990'erne var Hawking blevet en international institution, der trundlede rundt i verdens foredragskredsløb i sin elektroniske vogn med sit trætte, lunkende hoved og robotlignende stemmesynthesizer. Ligesom ham eller ej, er han kommet til at personificere tanken om et rent, kropsløst intellekt, en mand, der kan række universet i hans sind, verdens klogeste menneske fanget i en spildt krop.

For sin del har Hawking nydt rampelyset. Han har optrådt med skuespillere, der spiller Einstein og Newton i Star Trek: The Next Generation og også som en karakter i The Simpsons. "Din teori om et doughnut-formet univers er interessant, Homer," meddeler han. "Måske skal jeg stjæle det." (I dag har han stadig en Lisa Simpson -nøglering dinglende fra sin computer, mens en meddelelse ved siden af ​​meddeler: "Ja, jeg ER mesteren i universets centrum.")

Bestemt virker mandens selvtillid uoverskueligt, og på trods af sine handicap kan han nemt lede et møde, som det for nylig blev demonstreret, da Hawking talte med forskere ved CERN, Europas massive partikelfysiklaboratorium nær Genève. Centrets hovedforedragsteater var proppet med fysikere, matematikere og kosmologer, der var ivrige efter at høre Hawkings seneste tankegang om universets struktur og om hans forsøg på at kombinere generel relativitet og kvantemekanik. Han skuffede ikke.

Som Hawking fortalte sit publikum, er et stort problem for moderne kosmologi det grundlæggende spørgsmål om, hvad der fandtes før Big Bang. ”Jeg har imidlertid fundet ud af, at hvis du kombinerer generel relativitet med kvantemekanik, finder du ud af, at tiden opfører sig som en anden dimension. Du kan tænke på, at universet er som jordens sydpol med breddegrader, der spiller tidens rolle. Universet ville derfor begynde ved sydpolen, og efterhånden som tiden gik - svarende til at bevæge sig nordpå rundt om kloden - ville universet ekspandere. Således at spørge, hvad der skete før universets begyndelse, ville være som at spørge, hvad der er syd for sydpolen. Det ville være meningsløst. ”

Hawking forestiller sig, at universets oprettelse ligner dannelsen af ​​dampbobler i kogende vand. Mindre bobler kollapser på sig selv, foreslår han på samme måde som mikroskopiske universer - inden de når at generere stof eller stjerner eller levende væsener. Større bobler ville imidlertid ekspandere hurtigt, og i vores tilfælde ville de tilsvarende universer give de perfekte fysiske betingelser for galakser og mennesker til at udvikle sig. "Vi er et produkt af kvanteudsving i det tidlige univers," siger han.

Faktisk var CERN -foredragsteatret et særligt passende sted for Hawking, fordi centrets enorme partikelaccelerator - Large Hadron Collider (LHC), hvis konstruktion vil blive afsluttet næste år - nu tilbyder videnskaben sin bedste chance for at bevise nogle af Hawkings teorier. Om et par måneder vil den enorme kollider kaste subatomære partikler ind i hinanden ved kolossale energier og frigive enorme mængder af endnu mindre partikler.

"Vi ved stadig ikke rigtig, hvad der vil blive produceret af LHC," siger CERN -talsmand James Gillies. ”Der er imidlertid en reel chance for, at det vil generere tusindvis af mikroskopiske sorte huller, som derefter ville forfalde og frigive Hawking -stråling. Det vil give forskere deres første chance for at studere Hawking -stråling direkte og ville give et perfekt bevis på, at hans ideer er rigtige. Hawking ville også være en meget stærk kandidat til en Nobelpris. ”

En sådan pris ville være en passende hyldest til en videnskabsmand, der har arbejdet under ufatteligt prøvede omstændigheder for at kaste lys over universets oprindelse. Det ville også blive hilst varmt velkommen af ​​hans familie, som Hawking for nylig er blevet forsonet med. (Jane Hawkings nye bog er i det væsentlige en omarbejdning af hendes første biografi om Stephen, Musik til at flytte stjernerne, hvor den tidligere toms bitre fornærmelser blev erstattet af mere efterspurgt prosa. Det gjenstår at se, om det hjælper det med at sælge flere eksemplarer.)

Med hensyn til hans nyere arbejde, Hawkings output - som så mange andre teoretikere i deres senere karriere - er faldet i kvalitet. "Den eneste ting, han vil blive husket for - blandt fysikere - er Hawking -stråling," siger fysiker Peter Coles fra Nottingham University. ”Ingen har endnu observeret det, men der er næppe en videnskabsmand, der ville satse på, at Hawking tog fejl. Og derefter gjorde han et stort stykke arbejde med termodynamikken i sorte huller. Men der har ikke været meget, der er nyt eller spændende i 20 år nu. ”

Hawkings seneste arbejde har beskæftiget sig med 'Information Paradox'. Når et sort hul eksploderer, kan du så - ud fra den stråling der afgives - hvad der oprindeligt hældte i det sorte hul? Indtil for nylig sagde Hawking, at svaret var, at der ikke kommer nogen information ud af et eksploderende sort hul. Men så ændrede Hawking mening og skrev et papir, der foreslog, at der kunne opnås oplysninger fra en sådan eksplosion.

Desværre blev papiret indvarslet, ikke gennem offentliggørelse i et fagfællebedømt tidsskrift, men ved en pressemeddelelse, der blev sendt inden et foredrag. I sig selv irriterede dette forskere. Endnu værre synes nogle nu, at papiret er fejlbehæftet. Juryen er stadig ude.

Under alle omstændigheder bør vi ikke stikke af med tanken om, at Hawking er en af ​​verdens største fysikere. Hawking gør ikke noget sådant krav selv og det gør hans kolleger heller ikke. I en undersøgelse i tidsskriftet Physics World for et par år siden blev verdens bedste fysikere bedt om at udpege den største udøver af deres erhverv. Albert Einstein kom først med 119 stemmer. Isaac Newton fulgte med 46, og Ernest Rutherford, der opklarede atomets struktur, lavede lige top 10 med 20 stemmer. Og Stephen Hawking? Han kom sidst sammen med flere andre videnskabelige også-rans, der hver fik en enkelt stemme.

"Hawking er så karakteristisk, fanget i sin kørestol med sin mærkelige stemme, at han er blevet verdens mest berømte fysiker siden Einstein," tilføjer Coles."Men der er snesevis af andre fysikere - herunder Bohr, Planck, Schrödinger, Feynman, Dirac og Weinberg - der har haft en langt større indflydelse på at ændre vores syn på universet, men som stadig er ukendte for offentligheden."

Der er ingen tvivl om, at Hawking er en enorm talentfuld videnskabsmand, hvis præstationer er endnu mere imponerende i lyset af hans fysiske handicap. Men måske er hans største bidrag til videnskaben ikke hans arbejde med sorte huller eller teorier om kvantegravitation, men hans evne til at interagere med offentligheden og dele med dem den gnist af glæde, som alle, der undrer sig over vidundere og mysterier, føler universet.

Robin McKie

Robin McKie er videnskabs- og teknologiredaktør for avisen Observer i London.

Læs videnskabelige fakta, ikke fiktion.

Der har aldrig været et vigtigere tidspunkt for at forklare fakta, værne om evidensbaseret viden og at vise de nyeste videnskabelige, teknologiske og tekniske gennembrud. Cosmos udgives af The Royal Institution of Australia, en velgørende organisation dedikeret til at forbinde mennesker med videnskabens verden. Økonomiske bidrag, uanset om de er store eller små, hjælper os med at give adgang til betroede videnskabelige oplysninger på et tidspunkt, hvor verden har mest brug for det. Støt os venligst ved at donere eller købe et abonnement i dag.

Giv en donation

En kort historie om Stephen Hawking

APS og Smithsonian Institution var vært for Washington, D.C.-premieren på Teorien om alt om Stephen Hawkings liv.

Kærlighed, berømmelse, triumf, tragedie og videnskab støder ind Teorien om alt, den nye film baseret på den anerkendte kosmolog Stephen Hawkings liv. Det er et humaniserende portræt af fysikeren og hans forhold til sin første kone, Jane Wilde Hawking.

Efter fortællingen om deres erindringer åbner filmen med Hawking og Wilde, der mødes for første gang på Cambridge University. Gnisten mellem dem er ubestridelig, men snart får Hawking at vide, at han har amyotrofisk lateral sklerose (ALS) - Lou Gehrigs sygdom - og læger giver ham kun to år til at leve.

Historien, der udspiller sig, vender langt fra den traditionelle Hollywood -kærlighedshistorie. Famous slår Hawking oddsene, lever årtier længere end nogen havde forudsagt, men mistede næsten al muskelkontrol i kroppen. Alligevel bliver han en bedst sælgende forfatter og en af ​​de mest respekterede fysikere i verden. Hans er en velkendt historie, men mindre kendt er de personlige kampe, som han og hans kone gennemgik i deres hjem i Cambridge, da hans berømmelse voksede, og sygdommen hærgede hans krop.

Ved premieren i Washington, DC, som var vært for APS og Smithsonian Institution, beskrev manuskriptforfatter Anthony McCarten, hvordan han ønskede at tilpasse Jane Hawkings erindringer, Rejser til Infinity: My Life With Stephen, der kroniserer hendes ægteskab med den mest berømte fysiker i verden. "Jeg ville gøre retfærdighed over denne ekstraordinære og enestående erindringsbog," sagde McCarten.

Det er en kompliceret erindring at tilpasse, fordi der i virkeligheden ikke er nogen pæn, lykkelig nogensinde efter Hollywood slutning. I årevis forenede kærligheden mellem Jane og Stephen Hawking dem, da de kæmpede mod den indgrebssygdom og Hawkings voksende berømthed. Men filmen slutter kort efter, at de splittede i 1990, da Hawking forlod hende for en af ​​sine sygeplejersker fem år senere giftede Jane Hawking sig med sin korlærer.

Det er Eddie Redmaynes bemærkelsesværdige præstation, der får Hawkings menneskelighed frem i hele hans bedste og værste tider. "En af de bedste ting ved mit job, jeg formoder, er at kunne springe mellem forskellige verdener og fordybe mig i dem," sagde Redmayne ved premieren.

Han tilbragte et antal måneder med mennesker med forskellige stadier af ALS for at forberede sin rolle i filmen. Indsatsen gav pote: Redmayne mister sig fuldstændigt i rollen og gengiver Hawkings personlighed og fremgangsmåder perfekt. Der er allerede en enorm mængde Oscar -buzz omkring hans præstationer.

Selvom filmens centrale fokus er forholdet mellem Hawking og hans kone, er hans indflydelsesrige arbejde med at udvikle banebrydende teorier inden for kosmologi filmens narrative rygrad. ”Vi giver ingen undskyldninger. Vi lavede vores lektier om videnskaben, ”sagde McCarten.

Filmen gør et godt stykke arbejde og finder den vanskelige balance mellem for meget og for lidt videnskab. Diskussionerne om relativitet og begivenhedshorisonter bruger nogle gange nogle akavede metaforer eller usædvanlige vendinger, men de føles sjældent nedladende eller overdrevent forenklede.

Det blev antaget, at sorte huller ikke udsender noget. Men i sit store eureka -øjeblik kigger Hawking ind i de brændende gløder fra en brand og har et udbrud af inspiration. Scenen skærer ned til et foredrag, han holder for et publikum af fornemme fysikere om det grundlæggende ved Hawking -stråling. Filmen nævnte lidt om de ugers arbejde, han brugte på at udvikle teorien.

"Det var måske ikke den måde, Stephen Hawking faktisk fandt på det," sagde David Kaiser fra MIT, der også var til premieren. "Det er en to-timers film, der forsøger at dække meget territorium."

Eureka -øjeblikke til side, det skildrer videnskabsprocessen meget bedre end de fleste andre film om forskere. I en anden scene postulerer Hawking en teori om Big Bangs natur. Hans professor er fascineret, komplimenterer hans hypotese og siger derefter simpelthen: "Nu gør regningen." Ifølge Kaiser giver scenen "et glimt af den iboende kollaborative og kommunale proces", som forskere engagerer sig i.

Teorien om alt, 123 min., Produceret af Working Title Films, distribueret af Focus Features, udgivet i biografer den 7. november.

Relateret information

© 1995 - 2021, AMERICAN FYSICAL SOCIETY
APS tilskynder til omfordeling af materialerne i denne avis, forudsat at kildeangivelse bemærkes, og materialerne ikke afkortes eller ændres.

Redaktør: David Voss
Staff Science Writer: Michael Lucibella
Art Director og Special Publications Manager: Kerry G. Johnson
Publikationsdesigner og produktion: Nancy Bennett-Karasik


Turtles hele vejen ned: Stephen Hawkings En kort tidshistorie

Stephen Hawking åbner sin nye bog med en fantastisk gammel anekdote. En berømt astronom fik efter et foredrag at vide af en ældre dame, der måske var påvirket af hinduismen, at hans kosmologi var forkert. Verden, sagde hun, hviler på ryggen af ​​en kæmpeskildpadde. Da astronomen spurgte, hvad skildpadden står på, svarede hun: ‘Du er meget klog, ung mand, meget klog. Men det er skildpadder helt ned. ’

De fleste mennesker, skriver Hawking, ville finde denne kosmologi latterlig, men hvis vi tager skildpadderne som symboler på mere og mere grundlæggende love, er tårnet ikke så absurd. Der er to måder at se det på. Enten er en enkelt skildpadde i bunden, der står på ingenting, eller også er det skildpadder helt ned. Begge synspunkter holdes af førende fysikere.

“Hawking, fireogfyrre, er den lucasiske professor i matematik ved Cambridge University, en leder af Isaac Newton og Paul Dirac. Få levende fysikere kunne indtage denne stol mere fortjent, selvom Hawking, som mange ved nu, i to årtier har været begrænset til en kørestol. Han er allerede en legende, ikke kun på grund af hans strålende bidrag til teoretisk fysik, men også for hans mod, optimisme og humor i lyset af en lammende sygdom. Lou Gehrigs sygdom kan gnave væk i hans krop, men det har efterladt hans sind intakt. Hawking ser faktisk sig selv som heldig. Han har valgt et erhverv, hvor han kan arbejde helt inde i hovedet, og hans handicap har frigjort ham fra mange akademiske gøremål.

En tracheostomi, der blev nødvendig af et lungebetændelsesangreb i 1985, har dæmpet hans stemme. Han taler ved hjælp af en computer og talesyntesizer, der er knyttet til hans kørestol. Fordi synthesizeren blev lavet i Californien, undskylder han fremmede for sin amerikanske accent. Han har en hengiven kone og tre børn. Han har besøgt USA cirka tredive gange, Moskva syv gange og fløjet rundt i verden. På et diskotek i Chicago rullede han engang ned på gulvet og snurrede sin stol i takt med musikken.

En kort tidshistorie er Hawkings første populært skrevne bog. Advaret om, at hver ligning ville halvere salget, har han udeladt alle formler undtagen Einsteins berømte E = mc2, som han håber ikke vil skræmme halvdelen af ​​hans læsere. Hawkings prosa er lige så uformel og klar, som hans emner er dybtgående.

Inden han beskriver sin nye model af universet, giver Hawking et kunstigt samlet overblik over relativitetsteori og kvantemekanik. I Newtons kosmologi er bevægelse ‘absolut ’ i den forstand, at den kan måles i forhold til et fast, ubevægeligt rum, som fysikere fra det nittende århundrede kaldte den ‘stagnante æter. ’ Newtons tid er også absolut i den forstand, at en uforanderlig tid gennemsyrer universet. Einstein opgav begge forestillinger. Rum og tid blev smeltet sammen til en enkelt struktur. Lys blev den eneste ikke -relative bevægelse, dens hastighed var umulig at overskride og ændrede sig aldrig uanset en observatørs bevægelse. Tyngdekraft og inerti blev et enkelt fænomen, ikke en ‘-kraft ’, men blot objekternes tendens til at gå de enklest mulige veje gennem en rumtid forvrænget af tilstedeværelsen af ​​store masser af stof som stjerner og planeter.

“Hawking bruger to kapitler til sorte huller. Selvom der endnu ikke er noget afgørende bevis for, at der findes sorte huller, er de fleste kosmologer nu overbeviste om, at de gør det. (Den bedste kandidat til et sort hul er den usynlige del af et binært stjernesystem i stjernebilledet Cygnus, svanen.) Hawkings store bidrag til sorte hulteori viste, at når en stjernes materie falder i et sort hul, skal kvanteinteraktioner forekommer og partikler undslipper i det, der er kendt som "Hawking -stråling." Som titlen på et kapitel angiver, er ‘sorte huller ikke så sorte. ’ Minisorte huller er små strukturer, der kan have dannet sig i stort antal efter big bang. Hawking viste, at hvis de findes, vil stråling få dem til at fordampe og i sidste ende eksplodere.

Det er ikke klart, om Hawking er en determinist, der mener, at historien skal være, som den er, eller om tilfældighed og fri vilje griber ind, selvom han tidligt i sin bog rejser et underligt paradoks. Hvis determinismen hersker, ville det pålægge resultatet af vores søgning efter universelle love, men hvorfor skulle det bestemme, at vi kommer til de rigtige konklusioner fra beviserne? Kan det ikke lige så godt afgøre, at vi drager de forkerte konklusioner? Eller slet ingen konklusion? ’ Fordi søgningen hidtil har vist sig stadig mere vellykket, ser Hawking ingen grund til at opgive Einsteins tro på, at den gamle kan være subtil, men ikke ondsindet.

Som Carl Sagan genkender i sin opfattende introduktion, handler Hawkings bog næsten lige så meget om Gud som om tiden og universet,

... eller måske om fraværet af Gud. Ordet Gud fylder disse sider. Hawking går i gang med at søge at besvare Einsteins berømte spørgsmål om, hvorvidt Gud havde noget valg i at skabe universet. Hawking forsøger, som han udtrykkeligt siger, at forstå Guds sind. Og dette gør desto mere uventet konklusionen på indsatsen, i hvert fald indtil videre: et univers uden kant i rummet, ingen begyndelse eller slutning i tiden, og intet for en Skaber at gøre. ”


Indhold

Familie

Hawking blev født den 8. januar 1942 [24] [25] [26] i Oxford til Frank (1905–1986) [27] [28] og Isobel Eileen Hawking ( née Walker 1915–2013). [29] [30] [31] [32] Hawkings mor blev født i en familie af læger i Glasgow, Skotland. [33] [34] Hans velhavende fader oldefar fra Yorkshire overdrev sig med at købe landbrugsjord og gik derefter konkurs i den store landbrugsdepression i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. [34] Hans fars oldemor reddede familien fra økonomisk undergang ved at åbne en skole i deres hjem. [34] På trods af deres familiers økonomiske begrænsninger deltog begge forældre på University of Oxford, hvor Frank læste medicin og Isobel læste filosofi, politik og økonomi. [30] Isobel arbejdede som sekretær for et medicinsk forskningsinstitut, og Frank var en medicinsk forsker. [30] [35] Hawking havde to yngre søstre, Philippa og Mary, og en adoptivbror, Edward Frank David (1955–2003). [36] [37]

I 1950, da Hawkings far blev chef for divisionen af ​​parasitologi ved National Institute for Medical Research, flyttede familien til St Albans, Hertfordshire. [38] [39] I St. Albans blev familien betragtet som yderst intelligent og noget excentrisk [38] [40] måltider blev ofte brugt med hver person, der stille og roligt læste en bog. [38] De levede en nøjsom eksistens i et stort, rodet og dårligt vedligeholdt hus og rejste i en ombygget taxa i London. [41] [42] Under en af ​​Hawkings fars hyppige fravær i Afrika, [43] tilbragte resten af ​​familien fire måneder på Mallorca for at besøge sin mors ven Beryl og hendes mand, digteren Robert Graves. [44]

Grundskolen og gymnasietiden

Hawking begyndte sin skolegang på Byron House School i Highgate, London. Han bebrejdede senere dets "progressive metoder" for hans manglende evne til at lære at læse, mens han var på skolen. [45] [38] I St Albans deltog den otte-årige Hawking på St Albans High School for Girls i et par måneder. På det tidspunkt kunne yngre drenge deltage i et af husene. [44] [46]

Hawking gik på to uafhængige (dvs. gebyrbetalte) skoler, først Radlett School [46] og fra september 1952, St Albans School, [26] [47] efter at have bestået elleve plus et år for tidligt. [48] ​​Familien satte en høj værdi på uddannelse. [38] Hawkings far ønskede, at hans søn skulle deltage i den velrenommerede Westminster School, men den 13-årige Hawking var syg på dagen for stipendieeksamen. Hans familie havde ikke råd til skolepengene uden økonomisk støtte fra et stipendium, så Hawking blev på St Albans. [49] [50] En positiv konsekvens var, at Hawking forblev tæt på en gruppe venner, som han nød brætspil med, fremstilling af fyrværkeri, modelfly og både, [51] og lange diskussioner om kristendom og ekstrasensorisk opfattelse. [52] Fra 1958 byggede de ved hjælp af matematiklæreren Dikran Tahta en computer af urdele, en gammel telefoncentral og andre genanvendte komponenter. [53] [54]

Selvom Hawking i skolen var kendt som "Einstein", var Hawking i første omgang ikke akademisk vellykket. [55] Med tiden begyndte han at vise betydelig evne til videnskabelige emner og besluttede, inspireret af Tahta, at læse matematik på universitetet. [56] [57] [58] Hawkings far rådede ham til at studere medicin, bekymret over at der var få job til matematikuddannede. [59] Han ønskede også, at hans søn skulle deltage på sin egen University College, Oxford Alma Mater. Da det ikke var muligt at læse matematik der dengang, besluttede Hawking at studere fysik og kemi. På trods af sin forstanders råd om at vente til det næste år, blev Hawking tildelt et stipendium efter at have taget eksamenerne i marts 1959. [60] [61]

Bachelor år

Hawking begyndte sin universitetsuddannelse ved University College, Oxford, [26] i oktober 1959 i en alder af 17. [62] I de første atten måneder kedede han sig og var ensom - han fandt det akademiske arbejde "latterligt let". [63] [64] Hans fysiklærer, Robert Berman, sagde senere: "Det var kun nødvendigt for ham at vide, at noget kunne gøres, og han kunne gøre det uden at se, hvordan andre mennesker gjorde det." [4] En ændring skete i løbet af hans andet og tredje år, da Hawking ifølge Berman gjorde en større indsats "for at være en af ​​drengene". Han udviklede sig til et populært, livligt og vittigt college-medlem, interesseret i klassisk musik og science-fiction. [62] En del af transformationen skyldtes hans beslutning om at slutte sig til college-bådklubben, University College Boat Club, hvor han coxed en ro-besætning. [65] [66] Ro-bussen på det tidspunkt bemærkede, at Hawking dyrkede et vovehalsk image og styrede sit besætning på risikofyldte baner, der førte til beskadigede både. [65] [67] Hawking vurderede, at han studerede omkring 1.000 timer i løbet af sine tre år i Oxford. Disse uimponerende studievaner gjorde at sidde i sin finale en udfordring, og han besluttede kun at besvare teoretiske fysiske spørgsmål frem for dem, der kræver faktuel viden. En førsteklasses hædersgrad var en betingelse for accept for hans planlagte kandidatstudium i kosmologi ved University of Cambridge. [68] [69] Angstfuld, han sov dårligt natten før undersøgelserne, og det endelige resultat var på grænsen mellem første og anden klasses hæder, hvilket gjorde en viva (mundtlig eksamen) med Oxford -eksaminatorerne nødvendige. [69] [70]

Hawking var bekymret for, at han blev betragtet som en doven og vanskelig elev. Så da han blev spurgt i viva om at beskrive sine planer, sagde han: "Hvis du giver mig en første, tager jeg til Cambridge. Hvis jeg modtager en anden, bliver jeg i Oxford, så jeg forventer, at du vil give mig en første . " [69] [71] Han blev anset i højere grad, end han troede, da Berman kommenterede, at eksaminatorerne "var intelligente nok til at indse, at de talte til en langt klogere end de fleste af dem selv". [69] Efter at have modtaget en førsteklasses BA (Hons.) I fysik og gennemført en rejse til Iran med en ven, begyndte han sit kandidatarbejde i Trinity Hall, Cambridge, i oktober 1962. [26] [72] [73 ]

Kandidatår

Hawkings første år som doktorand var svært. Han var oprindeligt skuffet over at opdage, at han var blevet tildelt Dennis William Sciama, en af ​​grundlæggerne af moderne kosmologi, som vejleder i stedet for den bemærkede astronom Fred Hoyle, [74] [75], og han fandt sin uddannelse i matematik utilstrækkelig til arbejde i generel relativitet og kosmologi. [76] Efter at være blevet diagnosticeret med motorneuronsygdom, faldt Hawking i en depression - selvom hans læger rådede til, at han fortsatte med sine studier, følte han, at der ikke var nogen mening. [77] Hans sygdom udviklede sig langsommere, end lægerne havde forudsagt. Selvom Hawking havde svært ved at gå uden støtte, og hans tale var næsten uforståelig, viste en indledende diagnose, at han kun havde to år at leve, ubegrundet. Med Sciamas opmuntring vendte han tilbage til sit arbejde. [78] [79] Hawking begyndte at udvikle et ry for glans og frækhed, da han offentligt udfordrede Fred Hoyles og hans elev Jayant Narlikars arbejde ved et foredrag i juni 1964. [80] [81]

Da Hawking begyndte sine kandidatstudier, var der megen debat i fysikfællesskabet om de herskende teorier om universets oprettelse: Big Bang og Steady State -teorierne.[82] Inspireret af Roger Penrose's sætning om en rumtiden singularitet i midten af ​​sorte huller, anvendte Hawking den samme tankegang for hele universet, og i løbet af 1965 skrev han sit speciale om dette emne. [83] [84] Hawkings afhandling [85] blev godkendt i 1966. [85] Der var andre positive udviklinger: Hawking modtog et forskningsstipendium ved Gonville og Caius College i Cambridge [86] han opnåede sin ph.d. -grad i anvendt matematik og teoretisk fysik, med speciale i generel relativitet og kosmologi, i marts 1966 [87] og hans essay "Singularities and the Geometry of Space – Time" delte top hæder med Penrose for at vinde dette års prestigefyldte Adams -pris. [88] [87]

1966–1975

I sit arbejde og i samarbejde med Penrose udvidede Hawking de unikke sætningskoncepter, der først blev undersøgt i sin doktorafhandling. Dette omfattede ikke kun eksistensen af ​​singulariteter, men også teorien om, at universet kunne have startet som en singularitet. Deres fælles essay var runner-up i konkurrencen Gravity Research Foundation fra 1968. [89] [90] I 1970 offentliggjorde de et bevis på, at hvis universet adlyder den generelle relativitetsteori og passer til nogen af ​​modellerne for fysisk kosmologi udviklet af Alexander Friedmann, så må det være begyndt som en singularitet. [91] [92] [93] I 1969 accepterede Hawking et specielt oprettet Fellowship for Distinction in Science for at blive på Caius. [94]

I 1970 postulerede Hawking det, der blev kendt som den anden lov om sort huls dynamik, at begivenhedshorisonten for et sort hul aldrig kan blive mindre. [95] Med James M. Bardeen og Brandon Carter foreslog han de fire love i sorte hulmekanik, idet han tegnede en analogi med termodynamik. [96] Til Hawkings irritation gik Jacob Bekenstein, en kandidatstuderende ved John Wheeler, videre - og i sidste ende korrekt - for at anvende termodynamiske begreber bogstaveligt talt. [97] [98]

I begyndelsen af ​​1970'erne støttede Hawkings arbejde med Carter, Werner Israel og David C. Robinson kraftigt Wheelers sætning uden hår, en der siger, at uanset hvad det originale materiale, hvorfra et sort hul er skabt, kan det fuldstændigt beskrives af egenskaberne for masse, elektrisk ladning og rotation. [99] [100] Hans essay med titlen "Black Holes" vandt Gravity Research Foundation Award i januar 1971. [101] Hawkings første bog, Rumtidens storskala struktur, skrevet med George Ellis, blev udgivet i 1973. [102]

Begyndende i 1973 flyttede Hawking ind i undersøgelsen af ​​kvantegravitation og kvantemekanik. [103] [102] Hans arbejde på dette område blev ansporet af et besøg i Moskva og diskussioner med Yakov Borisovich Zel'dovich og Alexei Starobinsky, hvis arbejde viste, at ifølge usikkerhedsprincippet udsender roterende sorte huller partikler. [104] Til Hawkings irritation frembragte hans meget tjekkede beregninger fund, der modsagde hans anden lov, der hævdede, at sorte huller aldrig kunne blive mindre, [105] og understøttede Bekensteins begrundelse om deres entropi. [104] [106]

Hans resultater, som Hawking præsenterede fra 1974, viste, at sorte huller udsender stråling, i dag kendt som Hawking -stråling, som kan fortsætte, indtil de udtømmer deres energi og fordamper. [107] [108] [109] I første omgang var Hawking -stråling kontroversiel. I slutningen af ​​1970'erne og efter offentliggørelsen af ​​yderligere forskning blev opdagelsen bredt accepteret som et betydeligt gennembrud inden for teoretisk fysik. [110] [111] [112] Hawking blev valgt til stipendiat i Royal Society (FRS) i 1974, få uger efter meddelelsen om Hawking -stråling. På det tidspunkt var han en af ​​de yngste forskere, der blev stipendiat. [113] [114]

Hawking blev udnævnt til Sherman Fairchild Distinguished Visiting Professorship ved California Institute of Technology (Caltech) i 1974. Han arbejdede sammen med en ven på fakultetet, Kip Thorne, [115] [8] og engagerede ham i en videnskabelig indsats om, hvorvidt Røntgenkilde Cygnus X-1 var et sort hul. Satsningen var en "forsikringspolice" mod påstanden om, at sorte huller ikke fandtes. [116] Hawking erkendte, at han havde tabt væddemålet i 1990, et væddemål, der var det første af flere, han skulle lave med Thorne og andre. [117] Hawking havde fastholdt bånd til Caltech og tilbragte en måned der næsten hvert år siden dette første besøg. [118]

1975–1990

Hawking vendte tilbage til Cambridge i 1975 til en mere akademisk ledende stilling som læser inden for tyngdekraftsfysik. Midten til slutningen af ​​1970'erne var en periode med voksende offentlig interesse for sorte huller og de fysikere, der studerede dem. Hawking blev regelmæssigt interviewet til print og tv. [119] [120] Han modtog også stigende akademisk anerkendelse af sit arbejde. [121] I 1975 blev han tildelt både Eddington -medaljen og Pius XI -guldmedaljen, og i 1976 Dannie Heineman -prisen, Maxwell -medaljen og -prisen og Hughes -medaljen. [122] [123] Han blev udnævnt til professor med en stol i gravitationsfysik i 1977. [124] Året efter modtog han Albert Einstein -medaljen og en æresdoktor ved University of Oxford. [125] [121]

I 1979 blev Hawking valgt til Lucasian professor i matematik ved University of Cambridge. [121] [126] Hans indledende foredrag i denne rolle fik titlen: "Er slutningen i sigte for teoretisk fysik?" og foreslog N = 8 Supergravity som den førende teori om at løse mange af de fremragende problemer, fysikere studerede. [127] Hans forfremmelse faldt sammen med en sundhedskrise, der førte til, at han accepterede, om end modvilligt, nogle sygeplejeydelser derhjemme. [128] På samme tid foretog han også en overgang i sin tilgang til fysik, blev mere intuitiv og spekulativ frem for at insistere på matematiske beviser. "Jeg vil hellere have ret end strenge", sagde han til Kip Thorne. [129] I 1981 foreslog han, at oplysninger i et sort hul uigenkaldeligt går tabt, når et sort hul fordamper. Dette informationsparadoks krænker kvantemekanikkens grundlæggende principper og førte til mange års debat, herunder "Black Hole War" med Leonard Susskind og Gerard 't Hooft. [130] [131]

Kosmologisk inflation - en teori, der antyder, at universet efter Big Bang udvidede sig i første omgang utrolig hurtigt, inden det faldt til en langsommere ekspansion - blev foreslået af Alan Guth og også udviklet af Andrei Linde. [132] Efter en konference i Moskva i oktober 1981 organiserede Hawking og Gary Gibbons [8] et tre ugers Nuffield Workshop i sommeren 1982 om "The Very Early Universe" ved Cambridge University, en workshop, der hovedsageligt fokuserede på inflationsteori . [133] [134] [135] Hawking begyndte også en ny linje med kvanteteoretisk forskning i universets oprindelse. I 1981 på en Vatikanskonference præsenterede han arbejde, der tyder på, at der måske ikke er nogen grænse - eller begyndelse eller slutning - til universet. [136] [137]

Hawking udviklede efterfølgende forskningen i samarbejde med Jim Hartle, [8] og i 1983 udgav de en model, kendt som Hartle – Hawking -staten. Det foreslog, at universet før Planck-epoken ikke havde nogen grænse i rumtiden før Big Bang, at tiden ikke eksisterede, og konceptet om universets begyndelse er meningsløst. [138] Den indledende singularitet af de klassiske Big Bang -modeller blev erstattet med en region, der ligner Nordpolen. Man kan ikke rejse nord for Nordpolen, men der er ingen grænse der-det er simpelthen det punkt, hvor alle nordløbende linjer mødes og slutter. [139] [140] Oprindeligt forudsagde forslaget uden grænser et lukket univers, som havde konsekvenser for Guds eksistens. Som Hawking forklarede: "Hvis universet ikke har grænser, men er selvstændigt. Så havde Gud ikke haft nogen frihed til at vælge, hvordan universet begyndte." [141]

Hawking udelukkede ikke eksistensen af ​​en skaber og spurgte ind En kort tidshistorie "Er den forenede teori så overbevisende, at den frembringer sin egen eksistens?", [142] også med angivelse af "Hvis vi opdager en komplet teori, ville det være den ultimative sejr for menneskelig fornuft - for så burde vi kende Guds sind" [143] i sit tidlige arbejde talte Hawking om Gud i metaforisk forstand. I den samme bog foreslog han, at Guds eksistens ikke var nødvendig for at forklare universets oprindelse. Senere diskussioner med Neil Turok førte til erkendelsen af, at Guds eksistens også var forenelig med et åbent univers. [144]

Yderligere arbejde af Hawking inden for tids pile førte til 1985-udgivelsen af ​​et papir, der teoretiserede, at hvis det ikke-grænsende forslag var korrekt, da når universet stoppede med at ekspandere og til sidst kollapsede, ville tiden løbe baglæns. [145] Et papir af Don Page og uafhængige beregninger af Raymond Laflamme fik Hawking til at trække dette koncept tilbage. [146] Hæder blev fortsat uddelt: i 1981 blev han tildelt den amerikanske Franklin -medalje, [147] og i nytårsåret 1982 udnævnte honors til en kommandør af Order of the British Empire (CBE). [148] [149] [150] Disse priser ændrede ikke Hawkings økonomiske status væsentligt, og motiveret af behovet for at finansiere sine børns uddannelse og udgifter til hjemmet besluttede han i 1982 at skrive en populær bog om universet, der ville være tilgængeligt til den brede offentlighed. [151] [152] I stedet for at udgive med en akademisk presse underskrev han en kontrakt med Bantam Books, et massemarkedsforlag, og modtog et stort forskud for sin bog. [153] [154] Et første udkast til bogen, kaldet En kort tidshistorie, blev afsluttet i 1984. [155]

En af de første meddelelser, Hawking producerede med sin talegenererende enhed, var en anmodning til hans assistent om at hjælpe ham med at skrive færdigt En kort tidshistorie. [156] Peter Guzzardi, hans redaktør i Bantam, pressede ham til at forklare sine ideer klart på et ikke-teknisk sprog, en proces der krævede mange revisioner fra en stadig mere irriteret Hawking. [157] Bogen blev udgivet i april 1988 i USA og i juni i Storbritannien, og den viste sig at være en ekstraordinær succes, der hurtigt steg til toppen af ​​bestsellerlister i begge lande og blev der i flere måneder. [158] [159] [160] Bogen blev oversat til mange sprog, [161] og solgte i sidste ende anslået 9 millioner eksemplarer. [160]

Mediernes opmærksomhed var intens, [161] og a Newsweek blade-cover og en tv-special beskrev ham begge som "Master of the Universe". [162] Succes førte til betydelige økonomiske belønninger, men også udfordringerne ved kendisstatus. [163] Hawking rejste meget for at promovere sit arbejde og nød at feste og danse ind i de små timer. [161] En vanskelighed med at nægte invitationer og besøgende efterlod ham begrænset tid til arbejde og sine studerende. [164] Nogle kolleger ærgrede sig over den opmærksomhed, Hawking fik, og følte, at det skyldtes hans handicap. [165] [166]

Han modtog yderligere akademisk anerkendelse, herunder yderligere fem æresgrader, [162] Guldmedaljen fra Royal Astronomical Society (1985), [167] Paul Dirac -medaljen (1987) [162] og sammen med Penrose den prestigefyldte Wolf -pris (1988). [168] I 1989 års fødselsdagsudmærkelser blev han udnævnt til Æresvenner (CH). [164] [169] Han afslog angiveligt et ridderskab i slutningen af ​​1990'erne i modsætning til Storbritanniens politik for videnskabsfinansiering. [170] [171]

1990–2000

Hawking forfulgte sit arbejde inden for fysik: i 1993 redigerede han en bog om euklidisk kvantegravitation sammen med Gary Gibbons og udgav en samlet udgave af sine egne artikler om sorte huller og Big Bang. [172] I 1994, ved Cambridge's Newton Institute, holdt Hawking og Penrose en serie på seks foredrag, der blev udgivet i 1996 som "The Nature of Space and Time". [173] I 1997 indrømmede han en offentlig videnskabelig indsats fra 1991 foretaget med Kip Thorne og John Preskill fra Caltech. Hawking havde satset på, at Penrose's forslag om en "kosmisk censur -formodning" - at der ikke kunne være "nøgne singulariteter", der var klædt inden for en horisont - var korrekt. [174]

Efter at have opdaget, at hans indrømmelse måske var for tidlig, blev der foretaget en ny og mere forfinet indsats. Denne specificerede, at sådanne singulariteter ville forekomme uden ekstra betingelser. [175] Samme år lavede Thorne, Hawking og Preskill endnu et væddemål, denne gang vedrørende informationsparadokset om sorte huller. [176] [177] Thorne og Hawking argumenterede for, at da generel relativitet gjorde det umuligt for sorte huller at udstråle og miste information, skal masseenergi og information, der bæres af Hawking-stråling, være "ny" og ikke inde fra sorte hulhændelsen horisont. Da dette modsagde mikrokausalitetens kvantemekanik, skulle kvantemekanikteorien blive omskrevet. Preskill argumenterede for det modsatte, at eftersom kvantemekanik tyder på, at de oplysninger, der udsendes af et sort hul, vedrører oplysninger, der faldt ind på et tidligere tidspunkt, må begrebet sorte huller givet af generel relativitet på en eller anden måde ændres. [178]

Hawking fastholdt også sin offentlige profil, herunder at bringe videnskab til et bredere publikum. En filmversion af En kort tidshistorie, instrueret af Errol Morris og produceret af Steven Spielberg, havde premiere i 1992. Hawking havde ønsket, at filmen skulle være videnskabelig frem for biografisk, men han blev ellers overtalt. Selvom filmen var en kritisk succes, blev den ikke udbredt i vid udstrækning. [179] En populær samling af essays, interviews og foredrag med titlen Sorte huller og babyuniverser og andre essays udkom i 1993, [180] og en seksdelt tv-serie Stephen Hawkings univers og en ledsagende bog dukkede op i 1997. Som Hawking insisterede, var fokus denne gang udelukkende på videnskab. [181] [182]

2000–2018

Hawking fortsatte sine skrifter for et populært publikum og udgav Universet i en nøddeskal i 2001, [183] ​​og En kortere tidshistorie, som han skrev i 2005 med Leonard Mlodinow for at opdatere sine tidligere værker med det formål at gøre dem tilgængelige for et bredere publikum, og Gud skabte heltalene, der dukkede op i 2006. [184] Sammen med Thomas Hertog på CERN og Jim Hartle udviklede Hawking fra 2006 en teori om top-down kosmologi, som siger, at universet ikke havde en unik starttilstand, men mange forskellige, og derfor at det er upassende at formulere en teori, der forudsiger universets nuværende konfiguration ud fra en bestemt starttilstand. [185] Top-down kosmologi antyder, at nutiden "vælger" fortiden fra en superposition af mange mulige historier. Derved foreslår teorien en mulig løsning af det finjusterende spørgsmål. [186] [187]

Hawking fortsatte med at rejse vidt, herunder ture til Chile, Påskeøen, Sydafrika, Spanien (for at modtage Fonseca -prisen i 2008), [188] [189] Canada, [190] og adskillige ture til USA. [191] Af praktiske årsager relateret til hans handicap rejste Hawking i stigende grad med private jetfly, og i 2011 var det blevet hans eneste måde at rejse internationalt på. [192]

I 2003 voksede konsensus blandt fysikere om, at Hawking tog fejl om tab af information i et sort hul. [193] I et foredrag i 2004 i Dublin indrømmede han sit væddemål fra 1997 med Preskill, men beskrev sin egen, lidt kontroversielle løsning på informationsparadoksproblemet, der indebar muligheden for, at sorte huller har mere end én topologi. [194] [178] I 2005 -papiret, han udgav om emnet, argumenterede han for, at informationsparadokset blev forklaret ved at undersøge alle universers alternative historier, idet tabet af informationer hos dem med sorte huller blev annulleret af dem uden et sådant tab . [177] [195] I januar 2014 kaldte han det påståede tab af information i sorte huller for sin "største tabbe". [196]

Som en del af en anden mangeårig videnskabelig strid havde Hawking eftertrykkeligt argumenteret og satset på, at Higgs -bosonen aldrig ville blive fundet. [197] Partiklen blev foreslået at eksistere som en del af Higgs -feltteorien af ​​Peter Higgs i 1964. Hawking og Higgs deltog i en heftig og offentlig debat om sagen i 2002 og igen i 2008, hvor Higgs kritiserede Hawkings arbejde og klagede over, at Hawkings "berømthedsstatus giver ham øjeblikkelig troværdighed, som andre ikke har." [198] Partiklen blev opdaget i juli 2012 ved CERN efter opførelsen af ​​Large Hadron Collider. Hawking indrømmede hurtigt, at han havde tabt sit væddemål [199] [200] og sagde, at Higgs skulle vinde Nobelprisen for fysik, [201], hvilket han gjorde i 2013. [202]

I 2007 udgav Hawking og hans datter Lucy Georges hemmelige nøgle til universet, en børnebog designet til at forklare teoretisk fysik på en tilgængelig måde og med karakterer, der ligner dem i Hawking -familien. [203] Bogen blev efterfulgt af efterfølgere i 2009, 2011, 2014 og 2016. [204]

I 2002, efter en afstemning i Storbritannien, inkluderede BBC Hawking på deres liste over de 100 største briter. [205] Han blev tildelt Copley -medaljen fra Royal Society (2006), [206] Presidential Medal of Freedom, som er Amerikas højeste civile ære (2009), [207] og Russian Special Fundamental Physics Prize (2013). [208]

Flere bygninger er blevet opkaldt efter ham, herunder Stephen W. Hawking Science Museum i San Salvador, El Salvador, [209] Stephen Hawking Building i Cambridge, [210] og Stephen Hawking Center ved Perimeter Institute i Canada. [211] Passende i betragtning af Hawkings sammenhæng med tiden afslørede han det mekaniske "Chronophage" (eller tidsspisende) Corpus Clock på Corpus Christi College, Cambridge i september 2008. [212] [213]

I løbet af sin karriere vejledte Hawking 39 succesrige ph.d. -studerende. [3] En doktorand gennemførte ikke ph.d.'en med succes. [3] [ bedre kilde nødvendig ] Som krævet af Cambridge University's politik, trak Hawking sig tilbage som Lucasian Professor i matematik i 2009. [126] [214] På trods af forslag om, at han kunne forlade Det Forenede Kongerige som en protest mod offentlige nedskæringer til grundlæggende videnskabelig forskning, [215] Hawking arbejdede som forskningsdirektør ved Cambridge University Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics. [216]

Den 28. juni 2009 holdt Hawking som en tunge-i-kind test af hans formodning om, at rejser ind i fortiden faktisk er umulig, en fest åben for alle, komplet med hors d'oeuvres og is champagne, men offentliggjorde festen først efter det var forbi, så kun tidsrejsende ville vide at deltage som forventet, ingen dukkede op til festen. [217]

Den 20. juli 2015 hjalp Hawking med at lancere gennembrudsinitiativer, et forsøg på at søge efter udenjordisk liv. [218] Hawking oprettet Stephen Hawking: Expedition New Earth, en dokumentar om rumkolonisering, som en 2017 -episode af Morgendagens verden. [219] [220]

I august 2015 sagde Hawking, at ikke alle oplysninger går tabt, når noget kommer ind i et sort hul, og der kan være mulighed for at hente oplysninger fra et sort hul ifølge hans teori.[221] I juli 2017 blev Hawking tildelt en æresdoktor fra Imperial College London. [222]

Hawkings sidste papir - En smidig afgang fra evig inflation? - blev postuum udgivet i Journal of High Energy Physics den 27. april 2018. [223] [224]

Ægteskaber

Hawking mødte sin kommende kone, Jane Wilde, til en fest i 1962. Året efter fik Hawking diagnosen motorneuronsygdom. I oktober 1964 forlovede parret sig med at gifte sig, bevidste om de potentielle udfordringer, der ventede på grund af Hawkings forkortede levetid og fysiske begrænsninger. [125] [225] Hawking sagde senere, at forlovelsen gav ham "noget at leve for". [226] De to blev gift den 14. juli 1965 i deres fælles hjemby St Albans. [86]

Parret boede i Cambridge, inden for Hawkings gåafstand til Institut for Anvendt Matematik og Teoretisk Fysik (DAMTP). I løbet af deres første ægteskab boede Jane i London i løbet af ugen, da hun afsluttede sin uddannelse ved Westfield College. De rejste til USA flere gange for konferencer og fysikrelaterede besøg. Jane begyndte et ph.d. -program gennem Westfield College i middelalderlig spansk poesi (afsluttet i 1981). Parret havde tre børn: Robert, født maj 1967, [227] [228] Lucy, født november 1970, [229] og Timothy, født april 1979. [121]

Hawking diskuterede sjældent sin sygdom og fysiske udfordringer, selv - i en præcedens under deres frieri - med Jane. [230] Hans handicap betød, at hjemmets og familiens ansvar hvilede fast på hans kones stadig mere overvældede skuldre, hvilket gav ham mere tid til at tænke over fysik. [231] Da han blev udnævnt i 1974 til en årelang stilling ved California Institute of Technology i Pasadena, Californien, foreslog Jane, at en kandidat eller postdoktor ville bo hos dem og hjælpe med hans pleje. Hawking accepterede, og Bernard Carr rejste med dem som den første af mange elever, der opfyldte denne rolle. [232] [233] Familien tilbragte et generelt godt og stimulerende år i Pasadena. [234]

Hawking vendte tilbage til Cambridge i 1975 til et nyt hjem og et nyt job som læser. Don Page, med hvem Hawking havde indledt et tæt venskab med Caltech, ankom for at arbejde som den indbyggede kandidatstuderende assistent. Ved hjælp af Page og en sekretærs hjælp blev Janes ansvar reduceret, så hun kunne vende tilbage til sin doktorafhandling og sin nye interesse for sang. [235]

Omkring december 1977 mødte Jane organist Jonathan Hellyer Jones, da hun sang i et kirkekor. Hellyer Jones blev tæt på Hawking-familien, og i midten af ​​1980'erne havde han og Jane udviklet romantiske følelser for hinanden. [124] [236] [237] Ifølge Jane accepterede hendes mand situationen og sagde "han ville ikke gøre indsigelse, så længe jeg blev ved med at elske ham". [124] [238] [239] Jane og Hellyer Jones var fast besluttede på ikke at bryde familien, og deres forhold forblev platonisk i en lang periode. [240]

I 1980'erne havde Hawkings ægteskab været anstrengt i mange år. Jane følte sig overvældet af indtrængen i deres familieliv af de nødvendige sygeplejersker og assistenter. [241] Virkningen af ​​hans berømthed var udfordrende for kolleger og familiemedlemmer, mens udsigten til at leve op til et verdensomspændende eventyrbillede var skræmmende for parret. [242] [186] Hawkings religionsopfattelse stod også i modsætning til hendes stærke kristne tro og resulterede i spændinger. [186] [243] [244] Efter en tracheotomi i 1985 krævede Hawking, at en sygeplejerske på fuld tid og sygepleje blev delt på 3 vagter dagligt. I slutningen af ​​1980'erne voksede Hawking tæt på en af ​​sine sygeplejersker, Elaine Mason, til forskrækkelse for nogle kolleger, omsorgspersoner og familiemedlemmer, der blev forstyrret af hendes personlighed og beskyttelsesstyrke. [245] I februar 1990 fortalte Hawking Jane, at han forlod hende for Mason, [246] og forlod familiens hjem. [148] Efter sin skilsmisse fra Jane i 1995 giftede Hawking sig med Mason i september, [148] [247] erklærede: "Det er vidunderligt - jeg har giftet mig med den kvinde, jeg elsker." [248]

I 1999 udgav Jane Hawking en erindringsbog, Musik til at flytte stjernerne, der beskriver hendes ægteskab med Hawking og dets sammenbrud. Dens afsløringer forårsagede en sensation i medierne, men ligesom hans sædvanlige praksis vedrørende sit personlige liv, lavede Hawking ingen offentlig kommentar udover at sige, at han ikke læste biografier om sig selv. [249] Efter hans andet ægteskab følte Hawkings familie sig ekskluderet og marginaliseret fra sit liv. [244] I en periode på omkring fem år i begyndelsen af ​​2000'erne blev hans familie og personale i stigende grad bekymret for, at han blev fysisk mishandlet. [250] Politiundersøgelser fandt sted, men blev lukket, da Hawking nægtede at klage. [251]

I 2006 blev Hawking og Mason stille og roligt skilt, [252] [253] og Hawking genoptog tættere forhold til Jane, hans børn og hans børnebørn. [186] [253] Reflekterende over denne lykkeligere periode, en revideret version af Janes bog, med titlen igen Traveling to Infinity: My Life with Stephen, dukkede op i 2007, [251] og blev lavet til en film, Teorien om alt, i 2014. [254]

Handicap

Hawking havde en sjælden tidlig debut, langsom fremgang i motorneuronsygdom (MND også kendt som amyotrofisk lateral sklerose (ALS) eller Lou Gehrigs sygdom), en dødelig neurodegenerativ sygdom, der påvirker motorneuroner i hjernen og rygmarven, som gradvist lammet ham gennem årtier. [21]

Hawking havde oplevet stigende klodsethed i løbet af sit sidste år i Oxford, herunder fald på nogle trapper og vanskeligheder ved roing. [255] [256] Problemerne forværredes, og hans tale blev lidt sløret. Hans familie lagde mærke til ændringerne, da han vendte hjem til jul, og lægeundersøgelser blev påbegyndt. [257] [258] MND -diagnosen kom, da Hawking var 21 år, i 1963. På det tidspunkt gav lægerne ham en forventet levetid på to år. [259] [260]

I slutningen af ​​1960'erne faldt Hawkings fysiske evner: han begyndte at bruge krykker og kunne ikke længere holde foredrag regelmæssigt. [261] Da han langsomt mistede evnen til at skrive, udviklede han kompenserende visuelle metoder, herunder at se ligninger med hensyn til geometri. [262] [263] Fysikeren Werner Israel sammenlignede senere resultaterne med, at Mozart komponerede en hel symfoni i hovedet. [264] [265] Hawking var voldsomt uafhængig og uvillig til at tage imod hjælp eller give indrømmelser for sine handicap. Han foretrak at blive betragtet som "en videnskabsmand først, populærvidenskabelig forfatter for det andet og på alle de måder, der betyder noget, et normalt menneske med de samme ønsker, drifter, drømme og ambitioner som den næste person." [266] Hans kone, Jane Hawking, bemærkede senere: "Nogle mennesker ville kalde det beslutsomhed, noget stædighed. Jeg har kaldt det både på et eller andet tidspunkt." [267] Han krævede megen overtalelse for at acceptere brugen af ​​en kørestol i slutningen af ​​1960'erne, [268], men blev i sidste ende berygtet for vildheden i hans kørestolskørsel. [269] Hawking var en populær og vittig kollega, men hans sygdom, såvel som hans ry for frækhed, fjernede ham fra nogle. [267]

Da Hawking først begyndte at bruge en kørestol i slutningen af ​​1970'erne, brugte han standardiserede motoriserede modeller. Det tidligste overlevende eksempel på disse stole blev lavet af BEC Mobility og solgt af Christie's i november 2018 for £ 296.750. [270] Hawking fortsatte med at bruge denne form for stol indtil begyndelsen af ​​1990'erne, på hvilket tidspunkt hans evne til at bruge sine hænder til at køre i kørestol forringedes. Hawking brugte en række forskellige stole fra dengang, herunder en DragonMobility Dragon elevatorstol fra 2007, som vist på fotoet i april 2008 af Hawking, der deltog i NASAs 50 -års jubilæum [271] en Permobil C350 fra 2014 og derefter en Permobil F3 fra 2016. [ 272]

Hawkings tale forværredes, og i slutningen af ​​1970'erne kunne han kun forstås af sin familie og nærmeste venner. For at kommunikere med andre ville en, der kendte ham godt, fortolke hans tale til forståelig tale. [273] Efter en strid med universitetet om, hvem der ville betale for den rampe, der var nødvendig for at han kunne komme ind på hans arbejdsplads, kæmpede Hawking og hans kone for forbedret adgang og støtte til handicappede i Cambridge, [274] [275] inklusive tilpasset studieboliger på universitetet. [276] Generelt havde Hawking ambivalente følelser om sin rolle som handicapmester: mens han ville hjælpe andre, søgte han også at løsrive sig fra sin sygdom og dens udfordringer. [277] Hans manglende engagement på dette område førte til en vis kritik. [278]

Under et besøg i CERN på grænsen til Frankrig og Schweiz i midten af ​​1985 fik Hawking lungebetændelse, som i hans tilstand var livstruende, at han var så syg, at Jane blev spurgt, om livsstøtte skulle ophøre. Hun nægtede, men konsekvensen var en tracheotomi, som krævede pleje døgnet rundt og fjernelse af det, der var tilbage af hans tale. [279] [280] National Health Service var klar til at betale for et plejehjem, men Jane var fast besluttet på, at han ville bo hjemme. Omkostningerne til plejen blev finansieret af en amerikansk fond. [281] [282] Sygeplejersker blev ansat til de tre vagter, der kræves for at yde den døgnåbne støtte, han havde brug for. En af de ansatte var Elaine Mason, der skulle blive Hawkings anden kone. [283]

For sin kommunikation løftede Hawking i første omgang øjenbrynene for at vælge bogstaver på et stavekort, [284], men i 1986 modtog han et computerprogram kaldet "Equalizer" fra Walter Woltosz, CEO for Words Plus, som havde udviklet en tidligere version af software til at hjælpe sin svigermor, der også led af ALS og havde mistet sin evne til at tale og skrive. [285] I en metode, han brugte resten af ​​sit liv, kunne Hawking nu blot trykke på en switch for at vælge sætninger, ord eller bogstaver fra en bank på omkring 2.500–3.000, der blev scannet. [286] [287] Programmet blev oprindeligt kørt på en stationær computer. Elaine Masons mand, David, en computeringeniør, tilpassede en lille computer og fastgjorde den til sin kørestol. [288]

Befriet fra behovet for at bruge nogen til at fortolke hans tale, kommenterede Hawking, at "jeg kan kommunikere bedre nu end før jeg mistede min stemme." [289] Den stemme, han brugte, havde en amerikansk accent og produceres ikke længere. [290] [291] På trods af den senere tilgængelighed af andre stemmer beholdt Hawking denne originale stemme og sagde, at han foretrak den og identificerede sig med den. [292] Oprindeligt aktiverede Hawking en switch med sin hånd og kunne producere op til 15 ord i minuttet. [156] Foredrag blev forberedt på forhånd og blev sendt til talesynteseren i korte sektioner for at blive leveret. [290]

Hawking mistede gradvist brugen af ​​sin hånd, og i 2005 begyndte han at styre sin kommunikationsenhed med bevægelser af hans kindmuskler, [293] [294] [295] med en hastighed på cirka et ord i minuttet. [294] Med dette fald var der risiko for at han udviklede låst syndrom, så Hawking samarbejdede med Intel-forskere om systemer, der kunne oversætte hans hjernemønstre eller ansigtsudtryk til switchaktiveringer. Efter flere prototyper, der ikke fungerede som planlagt, besluttede de sig for en adaptiv ordforudsigelse lavet af den London-baserede opstart SwiftKey, som brugte et system, der lignede hans originale teknologi. Hawking havde lettere ved at tilpasse sig det nye system, som blev videreudviklet efter at have indført store mængder af Hawkings papirer og andet skriftligt materiale og bruger forudsigelig software, der ligner andre smartphonetastaturer. [186] [285] [295] [296]

I 2009 kunne han ikke længere køre sin kørestol uafhængigt, men de samme mennesker, der skabte hans nye tastemekanik, arbejdede på en metode til at køre hans stol ved hjælp af bevægelser foretaget af hans hage. Dette viste sig at være svært, da Hawking ikke kunne bevæge nakken, og forsøg viste, at mens han faktisk kunne køre stolen, var bevægelsen sporadisk og spændende. [285] [297] I slutningen af ​​sit liv oplevede Hawking øgede vejrtrækningsbesvær, hvilket ofte resulterede i, at han krævede brug af en ventilator og regelmæssigt blev indlagt på hospitalet. [186]

Handicap -opsøgende

Fra 1990'erne accepterede Hawking kappen af ​​rollemodel for handicappede, foredrag og deltog i fundraising -aktiviteter. [298] Ved århundredeskiftet underskrev han og elleve andre humanitære Charter for det tredje årtusinde om handicap, der opfordrede regeringer til at forhindre handicap og beskytte handicappedes rettigheder. [299] [300] I 1999 blev Hawking tildelt Julius Edgar Lilienfeld -prisen fra American Physical Society. [301]

I august 2012 fortalte Hawking segmentet "Enlightenment" ved åbningen af ​​Sommerparalympics i 2012 i London. [302] I 2013, den biografiske dokumentarfilm Hawking, hvor Hawking selv er omtalt, blev frigivet. [303] I september 2013 udtrykte han støtte til legalisering af assisteret selvmord for dødeligt syge. [304] I august 2014 accepterede Hawking Ice Bucket Challenge for at fremme ALS/MND -bevidsthed og øge bidrag til forskning. Da han havde lungebetændelse i 2013, blev han rådet til ikke at have hældt is over ham, men hans børn meldte sig frivilligt til at tage imod udfordringen på hans vegne. [305]

Planer om en tur til rummet

I slutningen af ​​2006 afslørede Hawking i et BBC -interview, at et af hans største uopfyldte ønsker var at rejse til rummet [306] for at høre dette, Richard Branson tilbød en gratis flyvning i rummet med Virgin Galactic, som Hawking straks accepterede. Udover personlig ambition blev han motiveret af ønsket om at øge offentlighedens interesse for rumflyvning og at vise handicappedes potentiale. [307] Den 26. april 2007 fløj Hawking ombord på et specielt modificeret Boeing 727-200 jetfly, der blev opereret af Zero-G Corp ud for Floridas kyst for at opleve vægtløshed. [308] Frygt for at manøvreringerne ville forårsage unødigt ubehag viste sig at være grundløs, og flyvningen blev forlænget til otte parabolske buer. [306] Det blev beskrevet som en vellykket test for at se, om han kunne modstå de g-kræfter, der var involveret i rumfart. [309] På det tidspunkt blev datoen for Hawkings rejse til rummet anslået til at være allerede i 2009, men kommercielle flyvninger til rummet begyndte ikke før hans død. [310]

Hawking døde i sit hjem i Cambridge den 14. marts 2018 i en alder af 76. [311] [312] [313] Hans familie udtalte, at han "døde fredeligt". [314] [315] Han blev lovprist af figurer inden for videnskab, underholdning, politik og andre områder. [316] [317] [318] [319] Gonville og Caius College flag fløj på halv stang, og en bog med kondolanser blev underskrevet af studerende og besøgende. [320] [321] [322] Der blev hyldet Hawking i afsluttende tale af IPC -præsident Andrew Parsons ved afslutningsceremonien ved de paralympiske vinterlege 2018 i Pyeongchang, Sydkorea. [323]

Hans private begravelse fandt sted den 31. marts 2018 [324] i Great St Mary's Church, Cambridge. [324] [325] Gæster ved begravelsen inkluderet Teorien om alt skuespillerne Eddie Redmayne og Felicity Jones, Queen -guitarist og astrofysiker Brian May, og modellen Lily Cole. [326] [327] Derudover skuespilleren Benedict Cumberbatch, der spillede Stephen Hawking i Hawking, astronaut Tim Peake, astronom Royal Martin Rees og fysiker Kip Thorne sørgede for aflæsninger ved gudstjenesten. [328] Selvom Hawking var ateist, fandt begravelsen sted med en traditionel anglikansk gudstjeneste. [329] [330] Efter kremationen blev der holdt en taksigelse i Westminster Abbey den 15. juni 2018, hvorefter hans aske blev begravet i klostrets kirkeskib mellem gravene Sir Isaac Newton og Charles Darwin. [1] [326] [331] [332]

På hans mindesten er ordene "Her ligger det, der var dødeligt af Stephen Hawking 1942–2018" og hans mest berømte ligning. [333] Han instruerede, mindst femten år før hans død, om at Bekenstein - Hawking entropi -ligningen var hans gravskrift. [334] [335] [note 1] I juni 2018 blev det annonceret, at Hawkings ord, der blev musikeret af den græske komponist Vangelis, ville blive strålet ud i rummet fra et europæisk rumfartsagentur parabol i Spanien med det formål at nå den nærmeste sort hul, 1A 0620-00. [340]

Hawkings sidste udsendelsesinterview, om påvisning af gravitationsbølger som følge af kollision af to neutronstjerner, fandt sted i oktober 2017. [341] Hans sidste ord til verden dukkede postuum op i april 2018 i form af en Smithsonian TV Channel -dokumentar berettiget, Forlader jorden: Eller hvordan man koloniserer en planet. [342] [343] En af hans sidste forskningsundersøgelser, med titlen En smidig afgang fra evig inflation?, om universets oprindelse, blev offentliggjort i Journal of High Energy Physics i maj 2018. [344] [345] [346] [347] Senere, i oktober 2018, blev endnu et af hans afsluttende forskningsstudier, med titlen Black Hole Entropy og blødt hår, [348] blev udgivet og behandlede "mysteriet om, hvad der sker med informationen, som objekter har, når de forsvinder i et sort hul". [349] [350] Også i oktober 2018, Hawkings sidste bog, Kort svar på de store spørgsmål, blev en populærvidenskabelig bog med sine sidste kommentarer til de vigtigste spørgsmål, mennesket står over for, udgivet. [351] [352] [353]

Den 8. november 2018 auktion over 22 personlige ejendele af Stephen Hawking, herunder hans doktorafhandling ("Egenskaber ved ekspanderende univers", Ph.d. -afhandling, Cambridge University, 1965) og kørestol, fandt sted og hentede ca. £ 1,8 mio. [354] [355] Indtægterne fra auktionssalget af kørestolen gik til to velgørende formål, Motor Neurone Disease Association og Stephen Hawking Foundation [356] provenuet fra Hawkings andre genstande gik til hans ejendom. [355]

I marts 2019 blev det annonceret, at Royal Mint udstedte en mindesmærke på 50 pence til ære for Hawking. [357] Samme måned blev det rapporteret, at Hawkings sygeplejerske, Patricia Dowdy, havde fået en midlertidig suspension i 2016 for "svigt i forbindelse med hans pleje og økonomiske forseelser." [358]

Menneskehedens fremtid

I 2006 stillede Hawking et åbent spørgsmål på Internettet: "I en verden, der er i kaos politisk, socialt og miljømæssigt, hvordan kan menneskeheden opretholde yderligere 100 år?", Og præciserede senere: "Jeg kender ikke svaret. Derfor stillede jeg spørgsmålet for at få folk til at tænke over det og være opmærksom på de farer, vi nu står over for. " [359]

Hawking udtrykte bekymring over, at livet på Jorden er i fare fra en pludselig atomkrig, en genetisk manipuleret virus, global opvarmning eller andre farer, mennesker endnu ikke har tænkt på. [307] [360] Hawking udtalte: "Jeg betragter det som næsten uundgåeligt, at enten en atomkonfrontation eller miljøkatastrofe vil ødelægge Jorden på et tidspunkt i de næste 1.000 år" og betragtede en "asteroide -kollision" som den største trussel til planeten.[351] En sådan planetomfattende katastrofe behøver ikke resultere i menneskelig udryddelse, hvis menneskeheden skulle kunne kolonisere yderligere planeter før katastrofen. [360] Hawking betragtede rumfart og kolonisering af rummet som nødvendigt for menneskehedens fremtid. [307] [361]

Hawking udtalte, at i betragtning af universets storhed eksisterer der sandsynligvis rumvæsner, men at kontakt med dem bør undgås. [362] [363] Han advarede om, at udlændinge kan pille jorden for ressourcer. I 2010 sagde han: "Hvis udlændinge besøger os, ville resultatet være meget som da Columbus landede i Amerika, hvilket ikke viste sig godt for indianerne." [363]

Hawking advarede om, at superintelligent kunstig intelligens kan være afgørende for at styre menneskehedens skæbne og udtalte, at "de potentielle fordele er enorme. Succes med at skabe AI ville være den største begivenhed i menneskets historie. Det kan også være den sidste, medmindre vi lærer, hvordan vi undgår risici. " [364] [365] Han argumenterede imidlertid for, at vi skulle være mere bange for kapitalisme, der forværrede økonomisk ulighed end robotter. [366]

Hawking var bekymret over den fremtidige fremkomst af en race af "overmennesker", der ville være i stand til at designe deres egen udvikling [351] og argumenterede også for, at computervirusser i nutidens verden skulle betragtes som en ny form for liv, idet de sagde, at " måske siger det noget om den menneskelige natur, at den eneste livsform, vi hidtil har skabt, er rent destruktiv. Tal om at skabe liv i vores eget billede. " [367]

Videnskab vs filosofi

På Googles Zeitgeist Conference i 2011 sagde Hawking, at "filosofi er død". Han mente, at filosoffer "ikke har fulgt med i den moderne udvikling inden for videnskaben", og at forskere "er blevet opdagelsesbæreren i vores søgen efter viden". Han sagde, at filosofiske problemer kan besvares af videnskab, især nye videnskabelige teorier, der "fører os til et nyt og meget anderledes billede af universet og vores plads i det". [368]

Religion og ateisme

Hawking var ateist. [369] [370] I et interview offentliggjort i Værgen, Betragtede Hawking "hjernen som en computer, der stopper med at fungere, når dens komponenter svigter", og konceptet om et efterliv som en "eventyrhistorie for mennesker, der er bange for mørket". [312] [143] I 2011, der fortæller om det første afsnit af den amerikanske tv -serie Nysgerrighed på Discovery Channel erklærede Hawking:

Vi er hver fri til at tro på, hvad vi vil, og det er min opfattelse, at den enkleste forklaring er, at der ikke er nogen Gud. Ingen skabte universet, og ingen styrer vores skæbne. Dette fører mig til en dyb erkendelse. Der er sandsynligvis ingen himmel og heller ikke noget efterlivet. Vi har dette ene liv til at værdsætte universets storslåede design, og for det er jeg ekstremt taknemmelig. [371] [372]

Hawkings tilknytning til ateisme og fritænkning var bevis fra hans universitetsår og fremefter, da han havde været medlem af Oxford Universitets humanistiske gruppe. Han skulle senere optræde som hovedtaler ved en humanistisk britisk konference i 2017. [373] I et interview med El Mundo, han sagde:

Inden vi forstår videnskaben, er det naturligt at tro, at Gud skabte universet. Men nu giver videnskaben en mere overbevisende forklaring. Hvad jeg mente med 'vi ville kende Guds sind' er, vi ville vide alt, hvad Gud ville vide, hvis der var en Gud, som der ikke er. Jeg er ateist. [369]

Derudover udtalte Hawking:

Hvis du vil, kan du kalde videnskabens love 'Gud', men det ville ikke være en personlig Gud, du ville møde og stille spørgsmål til. [351]

Politik

Hawking var en mangeårig Labour Party -tilhænger. [374] [375] Han indspillede en hyldest til den demokratiske præsidentkandidat Al Gore i 2000, [376] kaldte invasionen af ​​Irak 2003 en "krigsforbrydelse", [375] [377] støttede den akademiske boykot af Israel, [378] [379] kæmpede for atomnedrustning, [374] [375] og støttede stamcelleforskning, [375] [380] universel sundhedspleje, [381] og handling for at forhindre klimaændringer. [382] I august 2014 var Hawking en af ​​200 offentlige personer, der havde underskrevet et brev til Værgen udtrykker deres håb om, at Skotland ville stemme for at forblive en del af Det Forenede Kongerige ved folkeafstemningen i september om dette spørgsmål. [383] Hawking mente, at et udtræden af ​​Det Forenede Kongerige fra EU (Brexit) ville skade Storbritanniens bidrag til videnskab, da moderne forskning har brug for internationalt samarbejde, og at fri bevægelighed for mennesker i Europa tilskynder til spredning af ideer. [384] Hawking var skuffet over Brexit og advarede mod misundelse og isolationisme. [385]

Hawking var stærkt bekymret over sundhedsvæsenet og fastholdt, at uden UK National Health Service kunne han ikke have overlevet i 70'erne. [386]

Hawking frygtede privatisering. Han udtalte: "Jo mere overskud der hentes fra systemet, jo flere private monopoler vokser, og jo dyrere sundhedsydelser bliver. NHS skal bevares fra kommercielle interesser og beskyttes mod dem, der ønsker at privatisere det." [387] Hawking påståede ministre beskadigede NHS, han bebrejde de konservative for at skære i midler, svække NHS ved privatisering, sænke personalets moral gennem at holde løn tilbage og reducere social pleje. [388] Hawking anklagede Jeremy Hunt for kirsebærplukkning af beviser, som Hawking fastholdt forfalden videnskab. [386] Hawking udtalte også: "Der er overvældende beviser for, at NHS -finansiering og antallet af læger og sygeplejersker er utilstrækkelige, og det bliver værre." [389] I juni 2017 godkendte Hawking Labour Party ved parlamentsvalget i Storbritannien 2017 med henvisning til de konservatives foreslåede nedskæringer til NHS. Men han var også kritisk over for Labour -leder Jeremy Corbyn og udtrykte skepsis over for, om partiet kunne vinde et folketingsvalg under ham. [390]

Hawking frygtede, at Donald Trumps politik vedrørende global opvarmning kunne bringe planeten i fare og gøre global opvarmning irreversibel. Han sagde: "Klimaændringer er en af ​​de store farer, vi står over for, og det er en, vi kan forhindre, hvis vi handler nu. Ved at benægte beviserne for klimaændringer og trække sig ud af Parisaftalen, vil Donald Trump forårsage miljøskader, der kan undgås vores smukke planet, der bringer den naturlige verden i fare for os og vores børn. " [391] Hawking udtalte endvidere, at dette kunne få Jorden til "at blive som Venus, med en temperatur på to hundrede og halvtreds grader og regne svovlsyre". [392]

Hawking var også tilhænger af en universel grundindkomst. [393]

I 1988 blev Hawking, Arthur C. Clarke og Carl Sagan interviewet i Gud, universet og alt andet. De diskuterede Big Bang -teorien, Gud og muligheden for udenjordisk liv. [394]

Ved udgivelsesfesten til hjemmevideoversionen af En kort tidshistorie, Leonard Nimoy, der havde spillet Spock videre Star Trek, lærte, at Hawking var interesseret i at optræde på showet. Nimoy tog den nødvendige kontakt, og Hawking spillede en holografisk simulering af sig selv i en episode af Star Trek: The Next Generation i 1993. [395] [396] Samme år blev hans synthesizer -stemme indspillet til Pink Floyd -sangen "Keep Talking", [397] [180] og i 1999 til en optræden på The Simpsons. [398] Hawking optrådte i dokumentarfilm med titlen Den virkelige Stephen Hawking (2001), [300] Stephen Hawking: Profil (2002) [399] og Hawking (2013) og dokumentarserien Stephen Hawking, universets mester (2008). [400] Hawking gæstede også i Futurama [186] og havde en tilbagevendende rolle i Big Bang teorien. [401]

Hawking tillod brugen af ​​sin ophavsretligt beskyttede stemme [402] [403] i den biografiske film fra 2014 Teorien om alt, hvor han blev portrætteret af Eddie Redmayne i en Oscar-vindende rolle. [404] Hawking blev vist på Monty Python Live (for det meste) i 2014. Han blev vist at synge en udvidet version af "Galaxy Song", efter at have kørt Brian Cox med sin kørestol, i en på forhånd optaget video. [405] [406]

Hawking brugte sin berømmelse til at annoncere produkter, herunder en kørestol, [300] National Savings, [407] British Telecom, Specsavers, Egg Banking, [408] og Go Compare. [409] I 2015 ansøgte han om at varemærke sit navn. [410]

Udsendt i marts 2018 kun en uge eller to før hans død, var Hawking stemmen til The Book Mark II on The Hitchhiker's Guide to the Galaxy radioserier, og han var gæst hos Neil deGrasse Tyson den StarTalk. [411]

Hawking modtog adskillige priser og hædersbevisninger. Allerede tidligt på listen blev han i 1974 valgt til stipendiat i Royal Society (FRS). [412] På det tidspunkt lød hans nominering:

Hawking har ydet store bidrag til området for relativ relativitet. Disse stammer fra en dyb forståelse af, hvad der er relevant for fysik og astronomi, og især fra en beherskelse af helt nye matematiske teknikker. Efter Penroses banebrydende arbejde etablerede han, dels alene og dels i samarbejde med Penrose, en række successivt stærkere sætninger, der fastslog det grundlæggende resultat, at alle realistiske kosmologiske modeller skal have singulariteter. Ved hjælp af lignende teknikker har Hawking bevist de grundlæggende sætninger om lovene om sorte huller: at stationære løsninger af Einsteins ligninger med glatte begivenhedshorisonter nødvendigvis må være aksesymmetriske, og at udviklingen og interaktionen mellem sorte huller, begivenhedshorisonters samlede overfladeareal skal stige. I samarbejde med G. Ellis er Hawking forfatter til en imponerende og original afhandling om "Rumtid i det store".

Citatet fortsætter: "Andet vigtigt arbejde af Hawking vedrører fortolkningen af ​​kosmologiske observationer og designet af gravitationsbølgedetektorer." [413]

Hawking modtog 2015 BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award in Basic Sciences delt med Viatcheslav Mukhanov for at opdage, at galakserne blev dannet fra kvanteudsving i det tidlige univers. Ved Pride of Britain Awards 2016 modtog Hawking prisen for livstidspræstation "for sit bidrag til videnskab og britisk kultur". [414] Efter at have modtaget prisen fra premierminister Theresa May, anmodede Hawking humoristisk om, at hun ikke skulle søge hans hjælp med Brexit. [414]

Medalje for videnskabskommunikation

Hawking var medlem af Advisory Board for Starmus Festival og havde en stor rolle i at anerkende og fremme videnskabskommunikation. Stephen Hawking -medaljen for videnskabskommunikation er en årlig pris, der blev påbegyndt i 2016 for at ære medlemmer af kunstsamfundet for bidrag, der hjælper med at opbygge bevidsthed om videnskab. [415] Modtagere modtager en medalje med et portræt af Hawking af Alexei Leonov, og den anden side repræsenterer et billede af Leonov selv, der udfører den første rumvandring sammen med et billede af "Red Special", guitaren til Queen -musiker og astrofysiker Brian May (med musik som en anden vigtig komponent i Starmus Festival). [416]

Starmus III -festivalen i 2016 var en hyldest til Stephen Hawking, og bogen med alle Starmus III -foredrag, "Beyond the Horizon", blev også dedikeret til ham. De første modtagere af medaljerne, som blev uddelt på festivalen, blev valgt af Hawking selv. De var komponisten Hans Zimmer, fysikeren Jim Al-Khalili og den videnskabelige dokumentar Partikelfeber. [417]


Indhold

Tidligt i 1983 henvendte Hawking sig først til Simon Mitton, redaktøren med ansvar for astronomibøger ved Cambridge University Press, med sine ideer til en populær bog om kosmologi. Mitton var i tvivl om alle ligningerne i udkastet til manuskript, som han mente ville udsætte køberne i lufthavnsbogbutikker, som Hawking ønskede at nå. Med nogle vanskeligheder overtalte han Hawking til at droppe alle ligninger på nær én. [3] Forfatteren bemærker selv i bogens anerkendelser, at han blev advaret om, at for hver ligning i bogen ville læsertallet blive halveret, derfor indeholder det kun en enkelt ligning: E ​​= mc 2 < displaystyle E = mc^<2 >>. Bogen anvender en række komplekse modeller, diagrammer og andre illustrationer for at beskrive nogle af de begreber, den udforsker.

I En kort tidshistorie, Stephen Hawking forsøger at forklare en række emner inden for kosmologi, herunder Big Bang, sorte huller og lyskegler, til den ikke-specialiserede læser. Hans hovedmål er at give et overblik over emnet, men han forsøger også at forklare nogle komplekse matematikker. I 1996 -udgaven af ​​bogen og efterfølgende udgaver diskuterer Hawking muligheden for tidsrejser og ormehuller og undersøger muligheden for at have et univers uden en kvante singularitet i begyndelsen af ​​tiden.

Kapitel 1: Vores billede af universet Rediger

I det første kapitel diskuterer Hawking historien om astronomiske studier, herunder ideerne om Aristoteles og Ptolemaios. Aristoteles troede, i modsætning til mange andre mennesker i sin tid, at Jorden var rund. Han kom til denne konklusion ved at observere måneformørkelser, som han troede var forårsaget af Jordens runde skygge, og også ved at observere en stigning i Nordstjernens højde fra observatørernes perspektiv længere mod nord. Aristoteles mente også, at Solen og stjernerne gik rundt om Jorden i perfekte cirkler på grund af "mystiske årsager". Anden århundredes græske astronom Ptolemaios overvejede også solens og stjernernes positioner i universet og lavede en planetarisk model, der mere detaljeret beskrev Aristoteles 'tankegang.

I dag ved man, at det modsatte er sandt: Jorden går rundt om Solen. De aristoteliske og ptolemaiske ideer om stjernernes og Solens position blev væltet af en række opdagelser i det 16., 17. og 18. århundrede. Den første person til at fremlægge et detaljeret argument om, at Jorden kredser om Solen, var den polske præst Nicholas Copernicus i 1514. Næsten et århundrede senere undersøgte Galileo Galilei, en italiensk videnskabsmand, og Johannes Kepler, en tysk videnskabsmand, hvordan månerne i nogle planeter bevægede sig på himlen og brugte deres observationer til at validere Copernicus 'tankegang.

For at passe til observationerne foreslog Kepler en elliptisk kredsløbsmodel i stedet for en cirkulær. I sin bog om tyngdekraften fra 1687, Principia Mathematica, Isaac Newton brugte kompleks matematik til yderligere at understøtte Copernicus 'idé. Newtons model betød også, at stjerner, ligesom Solen, ikke var fikseret, men snarere fjerntliggende bevægelige objekter. Ikke desto mindre troede Newton, at universet bestod af et uendeligt antal stjerner, der var mere eller mindre statiske. Mange af hans samtidige, herunder den tyske filosof Heinrich Olbers, var uenige.

Universets oprindelse repræsenterede et andet stort emne for undersøgelse og debat gennem århundreder. Tidlige filosoffer som Aristoteles mente, at universet har eksisteret for evigt, mens teologer som St. Augustine mente, at det blev skabt på et bestemt tidspunkt. St. Augustine mente også, at tiden var et begreb, der blev født med universets oprettelse. Mere end 1000 år senere hævdede den tyske filosof Immanuel Kant, at tiden ikke havde nogen begyndelse.

I 1929 opdagede astronomen Edwin Hubble, at de fleste galakser bevæger sig væk fra hinanden, hvilket kun kunne forklares, hvis selve universet voksede i størrelse. Følgelig var der på et tidspunkt, mellem ti og tyve milliarder år siden, hvor de alle var samlet et særdeles tæt sted. Denne opdagelse bragte konceptet om universets begyndelse inden for videnskabsprovinsen. I dag bruger forskere to teorier, Albert Einsteins generelle relativitetsteori og kvantemekanik, som delvist beskriver universets virke. Forskere leder stadig efter en komplet Grand Unified Theory, der ville beskrive alt i universet. Hawking mener, at opdagelsen af ​​en komplet samlet teori måske ikke hjælper vores arts overlevelse og måske ikke engang påvirker vores livsstil, men at menneskehedens dybeste ønske om viden er berettigelse nok til vores fortsatte søgen, og at vores mål ikke er noget mindre end en komplet beskrivelse af det univers, vi lever i. [4]

Kapitel 2: Rum og tid Rediger

Stephen Hawking beskriver, hvordan Aristoteles 'teori om det absolutte rum ophørte efter introduktionen af ​​den newtonske mekanik. I denne beskrivelse, om et objekt er 'i hvile' eller 'i bevægelse' afhænger af observatørens inertielle referenceramme, kan et objekt være 'i ro' set af en observatør, der bevæger sig i samme retning med samme hastighed, eller 'i bevægelse' set af en observatør, der bevæger sig i en anden retning og/eller med en anden hastighed. Der er ingen absolut tilstand af 'hvile'. Desuden modbeviste Galileo Galilei også Aristoteles 'teori om, at tungere kroppe falder hurtigere end lettere. Han beviste dette eksperimentelt ved at observere bevægelse af objekter med forskellige vægte og konkluderede, at alle objekter ville falde med samme hastighed og ville nå bunden på samme tid, medmindre en ekstern kraft påvirkede dem.

Aristoteles og Newton troede på absolut tid. De mente, at hvis en hændelse måles ved hjælp af to nøjagtige ure i forskellige bevægelsestilstande fra hinanden, ville de blive enige om den tid, der er gået (i dag vides dette at være usandt). Det faktum, at lyset bevæger sig med en begrænset hastighed, blev først forklaret af den danske videnskabsmand Ole Rømer ved hans observation af Jupiter og en af ​​dens måner Io. Han observerede, at Io vises på forskellige tidspunkter, hvor den drejer sig om Jupiter, fordi afstanden mellem Jorden og Jupiter ændres over tid.

Selve lysets udbredelse blev beskrevet af James Clerk Maxwell, der konkluderede, at lys bevæger sig i bølger, der bevæger sig med en fast hastighed. Maxwell og mange andre fysikere argumenterede for, at lyset skulle rejse gennem en hypotetisk væske kaldet eter, som blev modbevist af Michelson – Morley -eksperimentet. Einstein og Henri Poincaré argumenterede senere for, at der ikke er behov for ether for at forklare lysets bevægelse, forudsat at der ikke er nogen absolut tid. Den særlige relativitetsteori er baseret på dette og argumenterer for, at lyset bevæger sig med en begrænset hastighed, uanset hvad observatørens hastighed er. Desuden er lysets hastighed den hurtigste hastighed, hvormed enhver information kan rejse.

Masse og energi hænger sammen med den berømte ligning E = m c 2 < displaystyle E = mc^<2>>, hvilket forklarer, at en uendelig mængde energi er nødvendig for at ethvert objekt med masse kan bevæge sig med lysets hastighed. En ny måde at definere en måler ved hjælp af lysets hastighed blev udviklet. "Begivenheder" kan også beskrives ved hjælp af lyskegler, en grafisk fremstilling i rumtiden, der begrænser, hvilke begivenheder der er tilladt, og hvad der ikke er baseret på fortiden og de fremtidige lyskegler. En 4-dimensionel rumtid er også beskrevet, hvor 'rum' og 'tid' er iboende forbundet. Et objekts bevægelse gennem rummet påvirker uundgåeligt måden, hvorpå det oplever tid.

Einsteins generelle relativitetsteori forklarer, hvordan en lysstråles vej påvirkes af 'tyngdekraften', som ifølge Einstein er en illusion forårsaget af rumtidens skævhed, i modsætning til Newtons opfattelse, der beskrev tyngdekraften som en kraft, som materie udøver på anden sag. I rumtidens krumning bevæger lys sig altid i en lige sti i den 4-dimensionelle "rumtid", men kan synes at krumme i det tredimensionale rum på grund af tyngdekraftseffekter. Disse streglinjer er geodesiske. Tvillingeparadokset, et tankeeksperiment i særlig relativitet, der involverer identiske tvillinger, mener, at tvillinger kan ældes forskelligt, hvis de bevæger sig i forskellige hastigheder i forhold til hinanden, eller endda hvis de boede forskellige steder med ulige rumtidskurvatur. Særlig relativitet er baseret på arenaer for rum og tid, hvor begivenheder finder sted, hvorimod generel relativitet er dynamisk, hvor kraft kan ændre rumtidens krumning, og som giver anledning til det ekspanderende univers. Hawking og Roger Penrose arbejdede på dette og beviste senere ved hjælp af generel relativitet, at hvis universet havde en begyndelse, så måtte det også have en ende.

Kapitel 3: The Expanding Universe Edit

I dette kapitel beskriver Hawking først, hvordan fysikere og astronomer beregnede stjernernes relative afstand til Jorden. I 1700 -tallet bekræftede Sir William Herschel positioner og afstande for mange stjerner på nattehimlen. I 1924 opdagede Edwin Hubble en metode til at måle afstanden ved hjælp af Cepheid -variable stjerners lysstyrke set fra Jorden. Disse stjerners lysstyrke, lysstyrke og afstand hænger sammen med en simpel matematisk formel. Ved hjælp af alle disse beregnede han afstande fra ni forskellige galakser. Vi lever i en ret typisk spiralgalakse, der indeholder et stort antal stjerner.

Stjernerne er meget langt væk fra os, så vi kan kun observere deres ene karakteristiske træk, deres lys. Når dette lys føres gennem et prisme, giver det anledning til et spektrum. Hver stjerne har sit eget spektrum, og da hvert element har sine egne unikke spektre, kan vi måle en stjernes lysspektre for at kende dens kemiske sammensætning. Vi bruger stjernernes termiske spektre til at kende deres temperatur. I 1920, da forskere undersøgte spektre fra forskellige galakser, fandt de ud af, at nogle af de karakteristiske linjer i stjernespektret blev forskudt mod den røde ende af spektret. Implikationerne af dette fænomen blev givet af Doppler -effekten, og det var klart, at mange galakser bevægede sig væk fra os.

Det blev antaget, at da nogle galakser er rødskiftede, ville nogle galakser også blive forskudt blå. Rødforskydede galakser var dog langt under antallet af bluesforskiftede galakser. Hubble fandt ud af, at mængden af ​​rødforskydning er direkte proportional med relativ afstand. Ud fra dette bestemte han, at universet ekspanderer og havde haft en begyndelse. På trods af dette vedblev konceptet om et statisk univers indtil det 20. århundrede. Einstein var så sikker på et statisk univers, at han udviklede den 'kosmologiske konstant' og introducerede 'anti-tyngdekraft' kræfter for at tillade et univers med uendelig alder at eksistere. Desuden forsøgte mange astronomer også at undgå konsekvenserne af generel relativitet og holdt fast i deres statiske univers, med en særlig bemærkelsesværdig undtagelse, den russiske fysiker Alexander Friedmann.

Friedmann lavede to meget simple antagelser: Universet er identisk, uanset hvor vi er, dvs. homogenitet, og at det er identisk i alle retninger, vi ser i, dvs. isotropi. Hans resultater viste, at universet er ikke-statisk. Hans antagelser blev senere bevist, da to fysikere ved Bell Labs, Arno Penzias og Robert Wilson, fandt uventet mikrobølgestråling ikke kun fra den ene del af himlen, men overalt og med næsten samme mængde. Således viste Friedmanns første antagelse sig at være sand.

På omtrent samme tid arbejdede Robert H. Dicke og Jim Peebles også på mikrobølgestråling. De argumenterede for, at de skulle kunne se gløden fra det tidlige univers som baggrundsbølger. Wilson og Penzias havde allerede gjort dette, så de blev tildelt Nobelprisen i 1978. Derudover er vores plads i universet ikke enestående, så vi bør se universet som omtrent det samme fra enhver anden del af rummet, som understøtter Friedmanns anden antagelse. Hans arbejde forblev stort set ukendt, indtil lignende modeller blev lavet af Howard Robertson og Arthur Walker.

Friedmanns model gav anledning til tre forskellige typer modeller for universets udvikling. For det første ville universet ekspandere i en given mængde tid, og hvis ekspansionshastigheden er mindre end universets densitet (hvilket fører til gravitationsattraktion), ville det i sidste ende føre til universets kollaps på et senere tidspunkt. For det andet ville universet ekspandere, og på et tidspunkt, hvis ekspansionshastigheden og densiteten af ​​universet blev ens, ville det ekspandere langsomt og stoppe, hvilket ville føre til et noget statisk univers. For det tredje ville universet fortsætte med at ekspandere for evigt, hvis universets densitet er mindre end den kritiske mængde, der kræves for at afbalancere universets ekspansionshastighed.

Den første model viser universets rum, der skal bues indad. I den anden model ville rummet føre til en flad struktur, og den tredje model resulterer i negativ 'sadelformet' krumning. Selvom vi beregner, er den nuværende ekspansionshastighed mere end universets kritiske densitet inklusive det mørke stof og alle stjernemasser. Den første model omfattede universets begyndelse som et Big Bang fra et rum med uendelig tæthed og nul volumen kendt som 'singularitet', et punkt, hvor den generelle relativitetsteori (Friedmanns løsninger er baseret i det) også bryder sammen.

Dette begreb om tidens begyndelse (foreslået af den belgiske katolske præst Georges Lemaître) syntes oprindeligt at være motiveret af religiøs overbevisning på grund af dets støtte til den bibelske påstand om, at universet havde en begyndelse i tid i stedet for at være evig. [5] Så en ny teori blev introduceret, "steady state theory" af Hermann Bondi, Thomas Gold og Fred Hoyle, for at konkurrere med Big Bang -teorien. Dens forudsigelser matchede også den nuværende universstruktur. Men det faktum, at radiobølgekilder i nærheden af ​​os er langt færre end fra det fjerne univers, og der var mange flere radiokilder end i øjeblikket, resulterede i, at denne teori mislykkedes og universel accept af Big Bang -teorien. Evgeny Lifshitz og Isaak Markovich Khalatnikov forsøgte også at finde et alternativ til Big Bang -teorien, men mislykkedes også.

Roger Penrose brugte lyskegler og generel relativitet til at bevise, at en kollapsende stjerne kunne resultere i et område med nul størrelse og uendelig tæthed og krumning kaldet et sort hul. Hawking og Penrose beviste sammen, at universet burde være opstået fra en singularitet, som Hawking selv modbeviste, når der er taget hensyn til kvanteeffekter.

Kapitel 4: Usikkerhedsprincippet Rediger

Usikkerhedsprincippet siger, at hastigheden og positionen af ​​en partikel ikke præcist kan kendes. For at finde ud af, hvor en partikel er, skinner forskere lys på partiklen. Hvis der bruges et højfrekvent lys, kan lyset finde positionen mere præcist, men partikelhastigheden vil være mindre sikker (fordi lyset vil ændre partikelhastigheden). Hvis der bruges en lavere frekvens, kan lyset finde hastigheden mere præcist, men partikelens position vil være mindre sikker. Usikkerhedsprincippet modbeviste ideen om en teori, der var deterministisk, eller noget der ville forudsige alt i fremtiden.

Lysets bølge -partikel dualitet adfærd diskuteres også i dette kapitel. Lys (og alle andre partikler) udviser både partikellignende og bølgelignende egenskaber.


En kort historie om A Brief History of Time af Stephen Hawking

Jeg stødte først på Stephen Hawking på forsiden af ​​magasinet New York Times. Indenfor fortalte siderne en historie, vi alle kender i dag, men dengang var det en åbenbaring: en astrofysiker fra Cambridge søgte at løse universets store mysterier, mens han selv var fanget i en kørestol af en progressiv neurogenerativ sygdom. Jeg husker, at jeg blev ramt af forfatteren Timothy Ferris beskrivelse af Professor Hawking's sko, deres såler uberørte, og aldrig havde rørt jorden. Jeg lagde artiklen i min rygsæk, og et par dage senere læste jeg den færdig på vej til frokost med en litterær agent.

I et af de bemærkelsesværdige øjeblikke af serendipitet nævnte jeg under frokosten artiklen til agent Al Zuckerman, som fortalte mig, at han allerede forsøgte at nå professor Hawking for at se, om han kunne være interesseret i at skrive en populær bog. Nogle måneder senere modtog jeg en indsendelse fra Al - et kort manuskript og en invitation til at deltage i en auktion om udgivelsesrettigheder til A Brief History of Time.

På det tidspunkt var jeg seniorredaktør på Bantam Books, hvilket var et usandsynligt hjemsted for Prof Hawkings bog, givet antallet af prestigefyldte, traditionelle forlag i jagten på at erhverve den. Bantams erfaring med at sælge populære paperbacks betød imidlertid, at distributionen gik langt ud over boghandlerne til apoteker, supermarkeder og lufthavnsbutikker. Jeg sendte et brev til professor Hawking sammen med vores økonomiske tilbud, hvorefter jeg sagde, at Bantam kunne få sin bog i hænderne på det bredest mulige læsertal. Det viste sig, at han var den sjældne akademiker, der ønskede netop det - at bringe massenes opmærksomhed på sit esoteriske videnskabelige arbejde. Han valgte os.

Et par måneder senere kom Stephen Hawking til USA fra Cambridge for at holde et foredrag på Chicagos Fermi Institute, så jeg aftalte at møde ham bagefter på Holiday Inn, hvor Stephen boede. Da jeg drejede ind på parkeringspladsen, trak en anden bil op i nærheden. En ung mand steg ud, åbnede bagagerummet, foldede en kørestol ud og lagde et stort batteri under den. Derefter åbnede han passagerdøren og øste forsigtigt en tynd figur op og arrangerede ham i kørestolen. Da jeg steg ud af min bil, råbte han: ”Er det Peter Guzzardi? Dette er professor Hawking, ”ligesom kørestolen snurrede hele 360 ​​grader og raketterede i retning af hotellets lobby, med Stephen's assistent og mig i fuld jagt.

Da vi mødtes i prof. Hawkings værelse, præsenterede jeg mig selv og spurgte høfligt, om hans fly fra London havde været behageligt. Stephen reagerede med en kort række uafkodelige lyde, som hans assistent, en fysikstuderende ved navn Brian Whitt, oversatte. "Prof Hawking vil vide, om du kom med kontrakten." Så meget til small talk. Jeg fremstillede det juridiske dokument, og Brian holdt det op, side for side, for at Stephen kunne læse, hvilket han gjorde med betagende hastighed. Hans krop var måske stort set uden for hans kontrol, men hans sind var naturligvis i hyper-drive.

Da Stephen endnu ikke havde et forlag i Storbritannien, faldt jobbet med at redigere den engelsksprogede udgave af A Brief History of Time for mig. Jeg vil ikke foregive, at det ikke var en udfordring. Manuskriptet var et slankt, men ekstremt tæt 100 sider, der beskriver jagten på videnskabens hellige gral - en teori, der kunne forene to separate felter, der virkede individuelt, men helt uafhængigt af hinanden. Partikelfysik forklarede de spøgelsesagtige kræfter, der arbejder inden for atomer, hvorimod astrofysik gav mening om massive effekter som tyngdekraften, der virkede på niveauet for galakser og stjernesystemer. Som Stephen så poetisk ville udtrykke det, hvis forskere kunne komme med en stor samlet teori, der forklarede begge disse felter, ville vi virkelig forstå alt: vi ville endelig "kende Guds sind."

På det tidspunkt var vores mål imidlertid langt mere beskedent. Vi forsøgte bare at skabe en bog, der var videnskabeligt præcis uden at være uigennemtrængelig for den almindelige læser, en som mig. Mit primære bidrag til bogen var stædigt at stille Stephen spørgsmål, ikke give op, før jeg forstod, hvad han havde til hensigt at formidle. Denne proces tog mange måneders korrespondance, afbrudt af en medicinsk krise, der førte til trakeotomien, der reddede Stefans liv, men som slet ikke kunne tale. Takket være hans hårde beslutsomhed og nogle bemærkelsesværdige computersoftware kunne Stephen fortsætte med at arbejde med bogen, og han afsluttede til sidst det sidste udkast i efteråret 1987.

Resten, som de siger, er historie. A Brief History of Time solgte sit første amerikanske tryk i løbet af få dage, blev en nr. 1 bestseller rundt om i verden, blev oversat til mere end 35 sprog og solgte mere end 10 millioner eksemplarer. Endnu vigtigere er det, at det fortsat gør generationer af læsere opmærksomme på den igangværende søgen efter at komme med Grand Unified Theory of Everything. Jeg er beæret over at have spillet en rolle i udgivelsen af ​​A Brief History of Time, og at have kendt, arbejdet med og været ven med den strålende, inspirerende mand, der skrev den.


En kort historie om Stephen Hawking

Stephen Hawking, der er begrænset til en kørestol, ikke kan tale, kun kommunikerer med verden via en computer og stemmesynthesizer, har et let identificerbart og totalt vildledende offentligt image. Han styrer computeren, sit link til omverdenen, med kun to fingre. Dette er en tydelig indikation af Hawking's holdning gennem årene til autoritet generelt og videnskabelige ikoner i særdeleshed. Han kender sit eget sind, lider ikke fjolser med glæde og har aldrig været bange for at tage et problem med andre forskere, når han, som han generelt er, har ret. Ret sjældnere har han også været hurtig til at erkende sin fejl, når det viser sig, at han trods alt tog fejl. Og han har en forvirrende evne til helt at skifte mening om et videnskabeligt spørgsmål i lyset af nye beviser.

Hawking deler nogle af disse egenskaber med den berømte dissident astrofysiker Fred Hoyle, der var en af ​​hans barndomshelte, og hvis tilstedeværelse i Cambridge var en væsentlig årsag til, at Hawking besluttede at tage derhen for at arbejde for sin ph.d. Så det er ironisk, at Hawking først blev bemærket af det videnskabelige samfund uden for Cambridge i en konfrontation med Hoyle i Royal Society.

Det var i midten af ​​1960'erne. Hawking var en forskerstuderende, der stadig var våd bag ørerne efter videnskabelige standarder. Hoyle var en etableret videnskabsmand, en professor med et imponerende ry og en række videnskabelige succeser til sit navn, der præsenterede de nyeste kosmologiske ideer, som han havde arbejdet på med Jayant Narlikar. I slutningen af ​​talen påpegede Hawking, der tidligere havde diskuteret arbejdet med Narlikar, at & hellip

Abonner for ubegrænset digital adgang

Abonner nu for ubegrænset adgang

App + Web

  • Ubegrænset webadgang
  • Ny Scientist -app
  • Videoer af over 200 videnskabssamtaler plus ugentlige krydsord, der udelukkende er tilgængelige for abonnenter
  • Eksklusiv adgang til begivenheder, der kun er abonnenter, herunder vores 1. juli klimaændring
  • Et år med enestående miljødækning, udelukkende med New Scientist og UNEP

Udskriv + App + Web

  • Ubegrænset webadgang
  • Ugentlig trykudgave
  • Ny Scientist -app
  • Videoer af over 200 videnskabssamtaler plus ugentlige krydsord, der udelukkende er tilgængelige for abonnenter
  • Eksklusiv adgang til begivenheder, der kun er abonnenter, herunder vores 1. juli klimaændring
  • Et år med enestående miljødækning, udelukkende med New Scientist og UNEP

Eksisterende abonnenter, skal du logge ind med din e -mail -adresse for at linke din kontotilgang.


Stephen Hawking

Vores redaktører vil gennemgå, hvad du har indsendt, og afgøre, om artiklen skal revideres.

Stephen Hawking, fuldt ud Stephen William Hawking, (født 8. januar 1942, Oxford, Oxfordshire, England - død 14. marts 2018, Cambridge, Cambridgeshire), engelsk teoretisk fysiker, hvis teori om eksploderende sorte huller trak på både relativitetsteori og kvantemekanik. Han arbejdede også med rum-tid-singulariteter.

Hvornår blev Stephen Hawking født?

Stephen Hawking blev født den 8. januar 1942.

Hvornår døde Stephen Hawking?

Stephen Hawking døde den 14. marts 2018.

Hvor fik Stephen Hawking sin uddannelse?

Stephen Hawking modtog en bachelorgrad i fysik fra University College, Oxford, i 1962 og en doktorgrad i fysik fra Trinity Hall, Cambridge, i 1966.

Hvad var Stephen Hawking berømt for?

Stephen Hawking arbejdede med fysikken i sorte huller. Han foreslog, at sorte huller ville udsende subatomære partikler, indtil de til sidst eksploderede. Han skrev også bedst sælgende bøger, hvoraf den mest berømte var En kort historie om tiden: Fra Big Bang til sorte huller (1988).

Hawking studerede fysik ved University College, Oxford (BA, 1962) og Trinity Hall, Cambridge (Ph.D., 1966). Han blev valgt som stipendiat ved Gonville og Caius College i Cambridge. I begyndelsen af ​​1960'erne fik Hawking amyotrofisk lateral sklerose, en uhelbredelig degenerativ neuromuskulær sygdom. Han fortsatte med at arbejde på trods af sygdommens gradvist invaliderende virkninger.

Hawking arbejdede primært inden for generel relativitet og især med fysikken i sorte huller. I 1971 foreslog han dannelsen, efter big bang, af adskillige objekter, der indeholdt op til en milliard tons masse, men kun optog pladsen i en proton. Disse objekter, kaldet mini sorte huller, er unikke ved at deres enorme masse og tyngdekraft kræver, at de styres af relativitetens love, mens deres lille størrelse kræver, at kvantemekanikkens love også gælder for dem. I 1974 foreslog Hawking, at sorte huller i overensstemmelse med kvanteteoriens forudsigelser udsender subatomære partikler, indtil de udtømmer deres energi og til sidst eksploderer. Hawkings arbejde ansporede i høj grad bestræbelserne på at teoretisk afgrænse egenskaberne ved sorte huller, objekter, man tidligere troede, at man ikke kunne vide noget om. Hans arbejde var også vigtigt, fordi det viste disse egenskabers forhold til lovene om klassisk termodynamik og kvantemekanik.

Hawkings bidrag til fysik gav ham mange ekstraordinære hæder. I 1974 valgte Royal Society ham til en af ​​sine yngste stipendiater. Han blev professor i gravitationsfysik i Cambridge i 1977, og i 1979 blev han udnævnt til Cambridge's Lucasian professor i matematik, en stilling, der engang var besat af Isaac Newton. Hawking blev udnævnt til kommandør af Order of the British Empire (CBE) i 1982 og til Honorary Companion i 1989. Han modtog også Copley -medaljen fra Royal Society i 2006 og US Presidential Medal of Freedom i 2009. I 2008 modtog han accepterede en gæsteforskerstol ved Perimeter Institute for Theoretical Physics i Waterloo, Ontario, Canada.

Hans publikationer inkluderet Rumtidens storskala struktur (1973 medautoriseret med G.F.R. Ellis), Superspace og Supergravity (1981), Det meget tidlige univers (1983), og de bedst sælgende En kort historie om tiden: Fra Big Bang til sorte huller (1988), Universet i en nøddeskal (2001), En kortere tidshistorie (2005) og Det store design (2010 medforfatter med Leonard Mlodinow).

Redaktionen af ​​Encyclopaedia Britannica Denne artikel blev senest revideret og opdateret af John P. Rafferty, redaktør.


En kort historie om Stephen Hawking

Onsdag den 14. marts blev verden rystet af en af ​​vores største videnskabsmænds død, professor Stephen Hawking. Sammen med nogle af hans Cambridge -kolleger og den nye generation af forskere, han inspirerede, fejrer vi i denne uge hans liv, hans videnskab og hans arv.

Det har været en herlig tid at være i live og forske i teoretisk fysik.

Vores billede af universet har ændret sig meget i de sidste 50 år, og jeg er glad, hvis jeg har ydet et lille bidrag. Det faktum, at vi mennesker, der selv kun er samlinger af grundlæggende naturpartikler, har været i stand til at komme så tæt på en forståelse af de love, der styrer os og vores univers, er en stor triumf. Jeg vil dele min spænding og entusiasme over denne søgen.

Så husk at se op på stjernerne og ikke ned på dine fødder. Prøv at forstå, hvad du ser, og undre dig over, hvad der får universet til at eksistere. Vær nysgerrig. Og uanset hvor svært livet ser ud, er der altid noget, du kan gøre og lykkes med. Det betyder noget, at du ikke bare giver op.

I denne episode

02:47 - Gonville og Caius: Hawking 's akademiske hjem

Gonville og Caius: Hawking 's akademiske hjem med professor Sir Alan Fersht, Master, Caius College, Cambridge

Professor Stephen Hawking begyndte sin videnskabelige karriere som bachelor ved Oxford University i 1959 og tog derefter over til Cambridge i begyndelsen af ​​60'erne for at starte en ph.d. Efterfølgende blev han stipendiat ved Gonville og Caius College, et sted, han beskrev som "en konstant tråd, der løber gennem mit liv". Georgia Mills gik til møde med Master of Caius, professor Sir Alan Fersht, for at finde ud af, hvad han gik op til der.

Alan - Han var større end livet. Hans nærvær føltes hele tiden. Vi var meget meget stolte af ham, og han elskede tydeligvis også universitetet. Stephen kom her første gang i 1965 som forsker. Et forskningsstipendium er en meget prestigefyldt pris for fremragende unge mennesker til at studere og undersøge.

Georgien - Hvornår mødte du ham første gang?

Alan - Jeg stødte også første gang på ham i 1965, fordi jeg startede det år som kandidatstuderende. I de dage, som i dag, spiste studerende på college, ligesom fakultetet eller dons, som vi kaldte dem. Donsene skulle sidde ved det høje bord, vi ville være lidt lavere nede. Jeg husker udmærket, hvordan jeg så Stephen hive på et højt bord ved hjælp af en pind. Vi vidste i de dage, at han var en meget speciel person på grund af sin glans. Hvad vi ikke vidste, og først lidt senere lærte, at det var meningen, at han kun skulle leve to år mere.

Jeg gik væk fra Cambridge og kom tilbage i 1988 som stipendiat på dette college og mødtes med Stephen igen, og jeg deltog endda i en konference med ham om livets oprindelse og universets oprindelse, og jeg talte mere om liv, og han talte naturligvis om universet. Men jeg lærte ham at kende meget mere, siden jeg blev mester, og jeg ville underholde ham på højt bord, denne gang som mester frem for at se på ham som studerende. Han ville blive hjulet ind af sine plejere, han nød virkelig at komme på college, han kunne godt lide at se folk, han kunne lide at være sammen med eleverne, og eleverne elskede, at Stephen kom ind.

Georgien - Hvordan var han som karakter? Hvordan kendte folk ham?

Alan - Han var sjov. Han nød klart sig selv, og han ville tydeligvis have, at alle andre skulle hygge sig, og han blev aldrig afskrækket af noget, der blev bedt om at gøre. Han var fuldstændig glad for at stille med selfies, han var glad for at hjælpe med kollegiet med at skaffe penge, han ville inspirere studerende, han ville se mennesker, og han havde en ond humor.

Georgien - jeg har hørt rygter om, at han også gerne var vært for fester?

Alan - Åh, det gjorde han bestemt. Jeg blev kun hver enkelt inviteret til en af ​​dem, det var cirka seks måneder efter, at jeg blev mester, og det var en smuk kjole. Jeg vidste ikke, at det var en fin kjole, men hans intime gæster gjorde det. Han var klædt ud som Neptun med en trefald.

Georgien - Er det her, han også var vært for sin berygtede tidsrejsende fest?

Alan - Ja, det var det. Det var i sit værelse i Caius, at han ventede på, at tidsrejsende skulle komme tilbage og få te med ham. Jeg indser, at det ikke lykkedes.

Georgien - hvem ved? Måske tog de tidsrejsende fejl i datoen!

06:01 - Stephen Hawking 's tidlige karriere

Stephen Hawking 's tidlige karriere med Lord Martin Rees, Royal Astronom

Stephen Hawkings tidligste værk i 1960'erne faldt sammen med en spændende periode inden for astronomi og kosmologi: det var den tid, hvor der begyndte at dukke beviser op for sorte huller og Big Bang. Chris Smith talte med professor Lord Martin Rees, Astronomer Royal og en samtid af Stephen Hawking.

Martin - jeg kendte ham fra dengang. Jeg startede to år efter ham, og han var meget heldig, som jeg var, at have en vejleder kaldet professor Dennis Sciama, og Dennis Sciama havde en god fornemmelse af, hvad der var vigtigt. Han gav Stephen et par gode råd, som var at tage til London for at høre foredrag af professor Roger Penrose, der udviklede nye ideer til at forstå sorte huller. Og Stephen tog denne idé og løb med den, som den var, og hans tidlige arbejde var med at anvende Penrose's ideer for at vise, at der inde i et sort hul udviklede sig en såkaldt "singularitet", hvor alt ville gå uendeligt og var et signal for ny fysik .

Og han fik også på det tidspunkt nogle nye ideer om sorte hullers natur, fordi han og andre viste, at ethvert sort hul, der eksisterede i universet, ville blive beskrevet med en meget standardligning, og dette var en meget stor idé og især vigtigt, fordi dette var en tid, hvor folk begyndte at observere beviser for sorte huller, kaldet kvasarer, objekter, der overgik en hel galakse, selvom de ikke var større end en stjerne, opdaget i 1963, og det blev indset senere, at de sandsynligvis involverede store sorte huller.

Chris - Så folk havde et indblik i eksistensen af ​​sorte huller, men de havde egentlig ikke nogen måde at kæmpe med, hvordan de opførte sig, eller hvad deres udvikling sandsynligvis ville være? Og det tog Stephen Hawking at anvende Roger Penrose ligninger for derefter at finde ud af, hvordan vi kognitivt kunne kæmpe med, hvad disse enheder kan være?

Martin - Det er rigtigt. Beviset for, at de faktisk eksisterede, kom virkelig frem gradvist. Efter 1970 troede de fleste, at sorte huller fandtes, men Stephen var en af ​​dem, der virkelig fortalte os, hvordan sorte huller var, og at de var standardiserede objekter. Og George Ellis og Stephen Hawking skrev den klassiske lærebog om dette emne i begyndelsen af ​​1970'erne.

Chris - Du sagde, at i midten af ​​et sort hul er der dette begreb om en singularitet, hvad er det og hvorfor var det sådan et gennembrud for Stephen Hawking at begynde at få styr på?

Martin - For at forklare, hvorfor dette er vigtigt, hvis du forestiller dig noget, der er fuldstændig sfærisk og falder sammen, så er ingen overrasket over, at det går til et punkt. Men det vigtige resultat af Penrose og Hawkings arbejde, der var, selvom noget kollapser på en uregelmæssig måde, så vil det, når det først er passeret et point of no return, faktisk danne en singularitet, hvor tingene går uendeligt.

Nu er det selvfølgelig bare det, teorien siger, og når vi har en egenart i fysik, der bare betyder, at vi har signalet om, at den fysik, vi har, er ufuldstændig, og der kommer noget andet ind. Så det var den første indikation på, at der eksisterede steder i universet hvor vi skulle ændre Einsteins teori og måske også bringe kvanteteori ind.

Chris - En af de andre gæster her i denne uge er Andrew Pontzen, som jeg synes berømt sagde på dette program, at du skal være meget forsigtig med teoretisk fysik, fordi du kan bevise, at alt er rigtigt. Er det et af problemerne med Stefans arbejde i den forstand, at du på papiret kunne bevise, at der måske sker noget, men faktisk at have beviser for, at det sker og observation er en helt anden ting, og det var det, vi måtte vente på?

Martin - Nå, det har været sværere, fordi vi har haft ret gode beviser på, at mange objekter som kvasarer drives af gas, der hvirvler ned i noget, der ligner et sort hul. Altså noget med et dybt tyngdekraftspotentiale. Men om det var præcis den slags sorte hul, som Einsteins teori forudsagde ifølge Hawking og andre, der tog lang tid, og selv nu er det ikke helt klart.

Der er nogle tegn på, at disse modeller fungerer ganske godt, men det vigtigste bevis på, at sorte huller opførte sig på Einsteins måde, var kun for et par år siden, da der blev fundet gravitationsbølger. Dette var et fænomen, hvor to sorte huller spiraler sammen til et, og de ryster rundt og til sidst slår sig ned i et enkelt sort hul, og i den proces udsender de krusninger i rummet som det var - gravitationsbølger. Disse blev opdaget for første gang, bare to år går, og dette var en virkelig stærk bekræftelse af Einsteins teori i en kontekst, hvor den er meget vigtig.

I det meste af astronomi var Einsteins teori blot en lille korrektion til Newtons teori, som er god nok til de fleste formål. Men her har vi fænomener, som Newton slet ikke kunne forklare, og Einsteins teori syntes at være båret ud, og sorte huller ser ud til at opføre sig på en måde, der var i overensstemmelse med, hvad folk har opdaget, dels på grund af Stephen Hawkings arbejde.

Chris - Hvad lavede Stephen Hawking af LIGO -eksperimenterne, der opdagede gravitationsbølger? Talte du med ham om, hvad hans reaktion var?

Martin - Ja. Han var henrykt, fordi dette var en observation, som i princippet kunne have tilbagevist en af ​​hans centrale ideer. Han har vist, at et sort hul havde et overfladeareal, der aldrig kunne falde, og hvis to sorte huller fusionerede, skulle det sorte hul, der resulterede, have et område, der er større end summen af ​​de to første.

Det kunne nu have været tilbagevist ved dette eksperiment, hvis det havde fundet ud af, at det fusionerede sorte hul strålede ved en høj frekvens og påførte en lav masse. Og det var det ikke, og han var glad for, at det var det nærmeste, astronomer havde nået til faktisk at teste en af ​​hans nøgleidéer.

Chris: Mange tak, Astronomer Royal, professor Lord Martin Rees.

11:45 - Hvad er motorneuronsygdom?

Hvad er motorneuronsygdom? med Jemeen Sreedharan, Babraham Institute & amp; Kings College London

I begyndelsen af ​​20'erne blev professor Hawking diagnosticeret med en sjælden neurologisk tilstand kaldet motorneuronsygdom (MND). Han var usædvanlig ung for at have udviklet tilstanden, som normalt rammer mennesker i 60'erne og 70'erne og ofte er dødelig inden for få år. På trods af sin diagnose lykkedes det imidlertid Stephen Hawking at overleve og klare sygdommen for at nå 76 år. Georgia Mills talte med Jemeen Sreedharan, der studerer motorneuronsygdom ved Kings College London og Babraham Institute i Cambridge.

Georgien - Kan du fortælle os, hvad der er motorneuronsygdom?

Jemeen - Motorneuronsygdom er en ødelæggende degenerativ sygdom i hjernen og rygmarven. Det påvirker overvejende motoriske nerver, og derfor forårsager det lammelse, at folk ikke er i stand til at trække vejret eller bevæge sig og sluge, så det er en ganske invaliderende sygdom, og der er ingen kur i øjeblikket.

Georgien - Har vi nogen idé om, hvad der forårsager det?

Jemeen - I cirka 10% af tilfældene er der gener, som vi kender til, der forårsager sygdommen. I øjeblikket forsøger vi at finde ud af, hvordan disse gener faktisk forårsager skade på nerveceller. I de andre 90%er det ikke særlig klart, hvad der forårsager sygdommen. Patienter har en tendens til at være helt normale, uden nogen tidligere familiehistorie, uden tidligere dårligt helbred.

Georgien - hvad sker der? Motorneuronnerverne påvirkes, så hvad sker der egentlig med en person med denne tilstand?

Generelt - Disse nerver forsyner muskler, der er vigtige for synkning, tale, vejrtrækning og bevægelse, så alle disse processer kan lide som en konsekvens, og forskellige mennesker vil have forskellige symptomer. Hvis det påvirker musklerne i benene - gangbesvær, og muskler i hænderne - f.eks. Svært ved at dreje håndtag eller dreje nøgler. Hvis det påvirker bulbar musklerne, som vi kalder det, kan det give problemer med at tale og synke. Patienter kan ofte også have problemer med at tænke, ændringer i deres adfærd og ændringer i deres sprog. Selvom en af ​​de mest markante ting ved MND generelt er, at patienter føler, og de kan se, og de stadig har tarm- og blærefunktion, og alligevel er det af en eller anden grund bare motoriske nerver, der ser ud til at dø.

Georgien - Ved vi, hvad der dræber dem?

Jemeen - Ja, det er et meget vigtigt spørgsmål. En af de ting, vi måske tænker på, er størrelsen på en motorisk nerve. Hvis du tænker på en person, hvis måske to meter er høj, en motorisk nerve måske en meter i længden. Det er en af ​​de største celler i kroppen, den øvre motorneuron skal gå fra hjernen ned til rygmarven og derefter fra rygmarven ud til storetåen, så det er en meget stor celle. Og du skal på en eller anden måde vedligeholde den celle i hele dit liv, og det er ikke let at gøre.

Georgien - jeg kan se. Så kablerne i dig, som du skal være intakte, hvis de går i stykker, er det det?

Jemeen - Ja. De kan regenerere sig, så hvis du skulle få en skade på din arm, for eksempel kan nerver vokse tilbage. I tilfælde af motorneuronsygdom vokser de ikke ret godt tilbage.

Georgien - Du nævnte, at der ikke er nogen kur. Er der nogen måde at behandle dette på?

Jemeen - Der er et lægemiddel, der i øjeblikket bruges i Storbritannien kaldet riluzole, og de fleste af vores patienter tager det stof. Der er andre lægemidler i udvikling rundt om i verden, der er licenseret i andre lande. De har en relativt lille effekt på sygdomsfremgangen, så i øjeblikket arbejder vi meget hårdt på at prøve at udvikle terapier, der er virkelig effektive og vil bremse sygdomsprocessen på en mere effektiv måde.

Georgien - Denne sygdom er noget, du ser nærmere på i dit laboratorium, så hvordan undersøger du det?

Generelt - Vi bruger en række forskellige værktøjer. Senest har vi lavet en fluemodel - drosophila. Og for nylig har vi lavet en musemodel, og dette er en helt ny model for motorneuronsygdom, og det får demens, hvilket er ganske interessant, fordi vi ved, at hos mennesker overlapper MND og frontotemporal demens ret meget. Det er noget, der er relativt undervurderet, men det er noget, vi genkender nu.

Musen er helt anderledes end andre musemodeller, idet vi ikke har forsøgt at gøre dyret bevidst meget sygt, hvilket er den generelle tilgang. Det, vi har gjort, er at replikere den menneskelige tilstand. Vi har foretaget en 1 ud af 3 milliarder genetisk ændring, som får det til at ligne et menneske, fordi musen har det samme protein som vi har. Og vi har fundet i disse dyrs hjerner, at de har ændringer i visse former for nerveceller, som du normalt ikke ville have troet ville være forbundet med motorneuronsygdom.

Georgien - Når forskere undersøger sygdomme, hvad de ofte gør, er at give denne mus til en mus - vi kalder det en model, og hvad du har gjort er at gøre det meget mere ligner, hvordan det udtrykte sig hos mennesker frem for, hvordan det er hos mus ? Så hvad har dette fortalt dig?

Jemeen - Hvad det har fortalt os, er det vigtigste, at proteinet normalt regulerer et udtryk gennem meget indviklede homeostatiske mekanismer. I denne mus ser vi, at disse proteinniveauer faktisk er højere end normalt. Vi har ikke forsøgt at øge proteinniveauet, men mutationen resulterer i, at proteinet mister sin evne til at regulere, og det forårsager en hel kædereaktion. Fordi det normalt gør, er at det regulerer andre geners udtryk, og alt det er gået galt, og hvad vi finder er, at jo mere af dette protein du har, jo flere andre genudtryk kan gå galt. Et af disse gener er tilfældigvis et gen, der koder for "tal", som er et protein, der er forbundet med Alzheimers sygdom, som aldrig er blevet opdaget før.

Georgien - Det lyder som om du sætter stykker af puslespillet sammen her, betyder det nu, at vi ved, at protein går galt, vi kan målrette det med et lægemiddel?

Jemeen - Det, vi forsøger at gøre nu, er at finde ud af, om dette er relevant for mennesker, men vi tror det er det. Årsagen er, at dette protein er stærkt konserveret, hvilket betyder, at det er nøjagtig det samme stort set som hos mennesker. Vi forsøger at arbejde med menneskelige stamceller nu for at bekræfte dette fund, og hvis det er tilfældet, så er det noget, vi kan målrette mod.

Det er kompliceret, fordi proteinet TDP 43: for meget af det er dårligt for lidt af det er også dårligt, så vi kan ikke bare finde måder at reducere udtrykket på. Vi skal være meget forsigtige med, hvordan vi balancerer dette udtryksniveau, og vi skal prøve at gøre det specifikt i nervesystemet. Proteinet er til stede overalt i kroppen, men det ser ud til at være hjernen og rygmarven, der er særligt sårbare.

17:23 - Sorte huller og Hawking Radiation

Sorte huller og Hawking Radiation med Andrew Pontzen, University College London

På trods af hans diagnose af motorneuronsygdom (MND) og den dystre prognose, den havde, som måske havde set ham overleve i nogle få år, fortsatte Stephen Hawking sin forskning med iver. Meget af dette var at udforske forviklingerne i sorte huller og hvordan de fungerede. Kosmolog Andrew Pontzen, fra University College London, forklarer Chris Smith, hvad Hawking arbejdede med.

Andrew - Som vi hørte fra Martin Rees tidligere, var han især interesseret i sorte huller af forskellige årsager. Men jeg tror, ​​når du først begynder at komme ind i dem, forbliver de pirrende, fordi de er de mest ekstreme objekter, som vi virkelig kan tænke på inden for fysik. Du ved, det er objekter, hvor tyngdekraften er blevet lidt skør. For egentlig at forstå, hvad der får dem til at krydse, er, tror jeg, noget, som mange kosmologer gerne vil gøre. Og tyngdekraften er faktisk en meget mystisk kraft, den opfører sig virkelig ikke på den måde, som de andre kræfter, som vi kender til, opfører sig, så at forstå et sort hul handler om at bore ned, forstå tyngdekraften. Det bliver sådan set en fantastisk legeplads næsten for teoretiske ideer.

Chris - jeg kan godt lide den analogi. En af de ting, Stephen Hawking gjorde, var at fremhæve nogle af de potentielle energibalanceproblemer, der vedrører sorte huller. Fortæl os lidt om det.

Andrew - Et sort hul har noget som et overfladeareal - du kan tænke på det som en kugle, der sidder i rummet. I princippet kunne du gå og måle overfladearealet på den kugle, og han viste, at hvis du tager to sorte huller og kaster dem sammen, så ender du med et sort hul, hvis samlede areal du slutter op med skal være større end arealet af de to sorte huller, som du startede med opsummeret. Det er en slags ting, hvor du tilføjer to ting sammen, og du ved, at det samlede areal aldrig kan gå nedad.

Chris - Det lyder som statsgælden!

Andrew - Det er lidt ligesom statsgælden, men det er faktisk også lidt som noget andet, vi ved om inden for fysik. En anden fysiker, Jacob Bekenstein, påpegede, at dette meget ligner det, vi kalder "entropi". Entropi er en slags måling af uorden i universet, og der er en grundlov i det, vi kalder "termodynamik", som siger, at entropi også altid skal stige. Det er, hvis du opsummerer al entropien i universet, og universets samlede entropi stiger. Med andre ord bliver universet mere og mere og mere rodet som tiden går. Jacob Bekenstein påpegede faktisk, at dette er en meget tæt forbindelse og gik så langt som at antyde, at det måske betyder, at sorte huller selv, hvad vi ser i form af dette stadigt stigende område, faktisk er en anden manifestation af den idé, at entropi i universet skal også stige.

Chris - Men lige så godt, den anden, synes jeg, slående ting, der nu bærer Stephen Hawkings navn, er hele ideen om, at sorte huller ikke bare trækker ting ind, de afgiver ting. Der er denne Hawking Radiation, ikke sandt?

Andrew - Ja. Dette var Stephen Hawkings næste store bidrag virkelig. Han tog denne idé om, at Jacob Beckensteins sorte huller har entropi, og han siger godt, hvis det er sandt, må de deltage i andre processer inden for fysik. Entropi i fysik, vi forbinder normalt med uorden vi normalt forbinder det med at have masser af små partikler stof eller bidder af energi, der er ved at komme i et fuldstændigt rod og komme i uorden. Så han foreslog, at hvis sorte huller besidder entropi, så må de også være i stand til at generere forstyrrede strålingspartikler. Det var en meget mærkelig konklusion at komme til.

Chris - I det væsentlige har vi dette materiale, der lækker ud af et sort hul, i mangel af en bedre sætning. Dette er lidt paradoksalt, fordi alle troede, at sorte huller ikke lækker noget. De er sorte af en grund, de opsuger alt inklusive lys. Så hvad er de ting, der effektivt kommer ud, og med hvilken hastighed, hvilken slags volumen?

Andrew - Du har helt ret i, at det berømte ved et sort hul selvfølgelig skal være, at det er sort. At intet nogensinde kan komme ud af et sort hul inklusive lys. Dette er et eksempel på, hvad vi kalder en kvantekorrektion, at selvom et sort hul i den klassiske fysiske billede ville være helt sort. Når du sætter kvantemekanik i, får du en meget, meget lille korrektion til det billede. Den slags hastighed, vi taler om, at ting lækker ud af det sorte hul, er utrolig langsom.

Den måde, jeg kan lide at tænke på dette, er at forestille mig Solen, og jeg vil have dig til at forestille dig, at Solen bliver svagere og svagere og svagere og svagere, indtil den er omtrent lige så lys som en fakkel - det er en enorm faktor. Hvis du havde et sort hul, der var så massivt som en sol, ville det ikke være så svagt som fakkelen, du skulle blive ved med at gå svagere og svagere og svagere derfra med den samme faktor igen, og det er den slags niveau, der lækker tilbage ud af det sorte hul, så det er utrolig langsomt. Det vil tage mange mange gange universets alder, før et sort hul faktisk mærkbart krymper på grund af at dette materiale lækker tilbage.

Chris - Kan vi dog bruge det materiale, og information iboende for det til at udlede ting om det sorte hul, der frigav det, så det giver os et indblik i, hvad det sorte hul gør og hvad det spiser?

Andrew - Det ærlige svar på det spørgsmål er, at vi ikke kender det i øjeblikket. Det er noget, der kaldes "informationsparadokset", og det er genstand for aktiv forskning.


Se videoen: ŚWIAT WEDŁUG STEPHENA HAWKINGA 16 Gdzie jesteśmy? (August 2022).