据中国新闻网14日转引外媒报道,知名物理学家史蒂芬·霍金去世,享年76岁,他的家人已经确认这一消息。在139年前的这一天,另一位同样伟大的科学家爱因斯坦来到这个世界。
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
在霍金做出的众多贡献中,最主要的是以下两个:
1,奇点定理
2,霍金辐射
嗯,虽然完全看不懂在说什么,但是听起来感觉很厉害的样子。
那么,在具体介绍每一个研究成果之前,
你必须要先了解一个概念——黑洞。
根据爱因斯坦的广义相对论,人们计算发现,
宇宙中会存在一种特殊的时空区域,其质量如此之大,引力是如此之强,以至于它里面的物质,甚至连光,都跑不出去,所以人类也没有办法直接看到它。
人们给它起了一个形象的名字——就叫黑洞。
不过,凭借间接的观察测算,科学家们还是确认了,
这个由广义相对论计算出来的东西,的确是真实存在的。
终于可以进入正题了,
我们的主角霍金,这两项贡献都和黑洞密切相关。
首先第一个——奇点定理,
这个“奇点定理”,通过数学运算证明了:
黑洞里必然有一个体积无限小,密度无限大的“奇点”。
这个奇点,如此的违反直觉,难以理解。
但却是霍金通过严密的数学计算得出的,无法回避的存在。
不仅如此,霍金和彭罗斯还进一步推论,
我们的宇宙也是从这个奇点开始,逐渐膨胀成为我们现在的宇宙的。
这——也就是我们熟悉的宇宙大爆炸理论。
奇点定理,说白了,就是从爱因斯坦广义相对论出发,进行的一些重要的数学推演。
这项研究,对于人类理解黑洞和宇宙,有着重要的意义。
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霍金的第二个主要贡献,叫“霍金辐射”。
霍金结合量子力学的相关原理,提出了一个惊人的设想:
黑洞,这个一毛不拔,吞噬一切的家伙,其实也在不断向外辐射出粒子!
在霍金描绘的图景里,黑洞像是在“蒸发”一样,一点点损失着能量,直到最后一刻。
他大胆地将“广义相对论”与"量子力学"相结合,
通过一系列漂亮的数学证明,从能量的角度,令人信服地完善了“黑洞”理论。
这个理论性预测也因此被命名为“霍金辐射”。
以上,奇点定理,霍金辐射。
就是霍金上世纪70年代所作出的,对学界影响最大的两个学术贡献。
值得一提的是,
就在2014年,霍金发表的最新研究,尝试了对黑洞的重新定义:
霍金称,黑洞恐怕并不像我们曾经想象的那样,存在一个平滑的边界面,也不会完全吞噬一切物质,信息和能量,而只是会暂时禁锢物质,之后还是会把他们放出来的。
这番言论在学界引起了广泛的讨论,至于是否会真的推翻以往的黑洞理论,可能未来会有一个答案。
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说到这,我们不得不补充一点。
就是近一个世纪的理论物理学研究,
其实就是在两个底座上盖双塔大楼。
一个底座,是爱因斯坦建立的相对论。
另一个,是普朗克等人创立并发展的量子力学。
在这两个颠覆性的伟大的底座之上,
这一个世纪以来的理论物理学家们,一点儿一点儿地修建起辉煌的理论大厦。
我们今天的主人公——霍金就是其中之一。
理论物理学家,探究的是我们身处的这个世界,最最最基本的规律。但他们面对的,却是最“棘手”的研究对象。人类不可能直接观测无法发出光线的黑洞,或体积无限小的奇点。而霍金辐射的探测,也仍是一个待解决的难题。
理论物理学家们,就是在这样的情况下,
凭借自己的思想,穿越广袤的宇宙,在寻找世界的真相。
也许,在不远的将来,
就像当年,人类借助牛顿定律,将阿波罗11号送上月球一样
前沿的物理学研究,会让我们揭开宇宙的秘密,给我们通往未来的钥匙。
谨以此献给,
史蒂芬·霍金 博士
以及每一位,为了人类科学作出贡献的人
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