Медийната роля на британския учен, който току-що е навършил 70 години, надвишава известността му като физик

Споделете статията

Грешките на Стивън Хокинг

грешките

Много вероятно е читателят никога да не е чувал за Уилям Л. Браг (1890-1971) или Джон Бардийн (1906-1991) или дори Едуард Витен, но е почти сигурно, че името или, по-вероятно, физиономията на Стивън Хокинг (1/8/1942) в инвалидна количка изглежда познато. И четиримата са физици, но в момента Хокинг не заслужава Нобелови отличия, той просто навърши седемдесет години, въпреки че Браг го получи само с двадесет и пет (1915), Бардийн го спечели два пъти (1956 и 1972) и Витен е единственият награден физик с медал "Фийлдс". Ясно е, че медийната сила на Хокинг надхвърля реалната роля, която той е изиграл в историята на науката.

Популярната му творба намери огромна аудитория, като й даде допълнителна популярност сред учени, по-малко близки до обикновения читател. Вярно е също, че болестта, с която е диагностициран преди да завърши докторат - амиотрофична латерална склероза - и загубата на глас, която го принуждава да комуникира чрез компютър, го прикрива с аура на изключителност, която допринася за изковаването на мита.

Неговата човешка изключителност

Изключителен човек ли е Хокинг? Разбира се. Някой, който се сблъсква с живота с надежда, жизнена упоритост, отдаденост на работата, вяра в себе си, убеденост, че има съдба заедно със способността да я осъществи, е, без значение къде гледате, човешки екземпляр необичайно. Това, което обаче се опитвам да направя тук, е да претегля мястото, което работата му - необременена от агиографска тръба - заема в областта на физиката. Такъв господар, такава чест.

Случва се с течение на времето Хокинг да бъде примерът на човек с изключителна воля за превъзходство, възхищение и пример в неволята, архетипът на това, на което е способно човешкото същество, когато разшири своя потенциал почти до краен предел. И това вече е повече от достатъчно, за да служи като препратка към нашата унила младеж, въпреки че научният му принос към физиката няма да остави нетленни следи.

Какво представляват черните дупки (BH)?

Идеята е следната. За да се избегне привличането на Земята, скоростта на ракетата (скорост на освобождаване/бягство) трябва да бъде по-голяма от единадесет километра в секунда; на планета, по-масивна/плътна от Земята, скоростта на бягство ще бъде по-висока; на Луната, по-малко масивна от Земята, скоростта на бягство е само 2,4 километра в секунда. Ако астрофизичният обект е достатъчно плътен, необходимата скорост за бягство може да достигне скоростта на светлината или дори теоретично несъществуваща по-висока скорост. Астрофизичен обект, толкова масивен, че дори светлината или информацията не могат да избягат, се нарича "черна дупка"/Черна дупка (BH). Тъй като според теорията (частично остаряла), никоя частица не може да пътува по-бързо от фотоните, нищо не може да избяга от BH. Следователно, BH е астрофизичен обект, чието гравитационно поле е толкова интензивно, че пречи на всяка форма на материя или радиация да избягат (с изключение на радиацията на Хокинг, ще видим по-късно). Такива обекти не излъчват светлина - тъй като предотвратяват бягството на фотони - следователно те се възприемат като черни.

В този контекст, BH е технически „сингулярност“, точка в пространството-времето, където не се запазва нито един от законите на физиката, но като притча можем да говорим за толкова дълбок и стръмен кладенец - въпреки че никой не знае формата, която те имат - че всичко, което се приближава „достатъчно“, попада и вече не може да излезе. Какво означава да се подходиш „достатъчно“? Е, влизайки в критичното разстояние на „хоризонта на събитията“: всичко, което пресича това разстояние, попада в БХ и вече не напуска. Черните дупки често се представят като особености на пространство-времето, където плътността и кривината достигат безкрайни стойности. Това обаче не е първата, основна характеристика на BH, а хоризонтът на събитията/събитията, нематериална повърхност, във вакуум, която няма нищо общо с повърхността на звезда или планета.

Рискова игра на Хокинг

Според Хокинг (1975), BH не са напълно „черни“. BH излъчва енергия под формата на спонтанно създадени частици в своя хоризонт на събитията поради колебания в квантовия вакуум. Безкрайно малко явление, никога не наблюдавано, но което формално нарушава, теоретично, абсолютната тъмнина на BH.

Подкрепен с елегантен математически аргумент, Хокинг демонстрира, че имплозията/колапсът на звезда в BH създава във вакуума на околната среда поток от облъчени частици в редовен поток, който се поддържа за неопределено време след изчезването на звездата. Сега, тъй като тази „радиация на Хокинг“ абсорбира енергията, нещо друго „трябва да я загуби. Това друго "нещо" може да бъде само масата на BH (чрез еквивалентността между маса и енергия). Ако ВН загуби маса, размерът му се намалява след дълъг процес на "изпаряване", който продължава, докато ВН изчезне.

С злополучна интуиция, без мастилото на известната статия все още да е изсъхнало, Хокинг вярва, че заключенията му съдържат огромна загадка - „информационен парадокс“ - която преобръща квантовата механика. И това, разбира се, бяха важни думи. Междувременно обявяването на резултатите изтласка Хокинг до ранга на международна знаменитост, а няколко години по-късно (1979 г.) до председателя на Lucasiana в Кеймбридж (Lucasian Chair of Mathematics), от който Нютон и Дирак преподаваха. И то е, че в Англия отдавна всичко е намаляло.

Парадоксът на информацията

Ако колабираща звезда изчезне в BH и BH от своя страна изчезне, какво се случва с това, което първоначално е съставило звездата? Интуитивният отговор - компонентите на звездата, избягали с радиацията на Хокинг - представлява сериозен проблем: цялата информация за звездата е загубена. Тоест, Вселената би загубила информация, изключително рисковано научно предизвикателство, да не кажа арогантно, което Хокинг предполагаше.

Специалистите по квантова механика не са съгласни с Хокинг. Квантовите механизми категорично заявяват, че информацията не може да бъде унищожена; могат да се обединят или да се облачат до практически неразбираеми чрез настоящите методи за откриване, но има теоретична възможност за възстановяване до най-малкия фрагмент.

Който губи, плаща

Основната атака на интерпретацията на Хокинг обаче не идва от квантовите физици, а от теоретиците на струните, които владеят няколко парадигми и притежават изключително мощна математическа подготовка. Леонард Сускинд и Джерард'т Хофт оглавяват движението срещу интерпретацията на Хокинг, като постепенно привличат многобройни привърженици. През 1997 г. Джон Прескил се обзалага с Хокинг, че информацията се запазва в процеса на изпаряване на БХ, много бавно и досега без емпирично потвърдено (няма данни за изпаряване на БХ).

И наистина, Къртис Калан и Хуан Малдасена (1996) доказаха, че чрез изчисляване на скоростта на изпаряване на специална категория информацията може да бъде преоткрита. Тези изчисления, които не всички физици приеха за даденост, раздадоха благодатта на информационния парадокс на Хокинг, който беше все по-изолиран. През 2004 г. той прие, че е загубил залога си и е платил залога на Preskill, бейзболна енциклопедия: „Total Baseball: The Ultimate Baseball Encyclopedia“.

От космология до космогония

Видяхме, че BH е „сингулярност“, тоест точка или състояние в пространството-време, в които законите на физиката не се прилагат. Не знаем нищо за това какво се случва в черната дупка. По принцип това е точка в пространството-времето с безкрайна плътност, което както в нютоновата механика, както в теорията на относителността, така и в квантовата физика е недопустимо. Според релативистките уравнения, отвъд хоризонта на събитията, пространството-времето непрекъснато ще се срине до безкрайно гъстата и безкрайно малка централна точка, което ще доведе до концептуална безизходица, която физиците се надяват да разрешат благодарение на нови теории като теориите за струните или квантовата гравитация. Но все още не са разрешени.

С тези ракити, как може Хокинг да се преструва, че Божията намеса не е необходима, за да може Вселената да се появи от нищото, след като законите на физиката са достатъчни в това отношение (виж неговата книга „Великият дизайн“). Наистина може да е, че законите на физиката възникват във Вселената, но може и да е необходимо нещо повече. Например, Хокинг може първо да трябва да покаже, че законите на физиката произтичат от законите на физиката, тоест, че Вселената създава себе си.

Въпреки че вече съм се занимавал с тези въпроси в няколко статии в този вестник („Хокинг, диво или учен?“ 3.10.2010; „От алхимия до спекулативна космология“ 21.11.2010) Отново се чудя дали Хокинг не го прави показва известна арогантност - същата като при загубения си залог по отношение на информационния парадокс - като заявява, че божественото активиране не е необходимо, за да може Вселената да изникне от нищото, което, разбира се, не е същото като първичната пустота.

Възможно е Вселената да възниква от самите закони на физиката - дословно, от гравитацията, въпреки че никой никога не е намерил гравитон - но може би не. Що се отнася до мен, нито Хокинг, нито квантовият компютър никога няма да могат да докажат, че законите на физиката произтичат от законите на физиката, чрез ex nihilo рекурсия и за това не е нужно да прибягваме до Gödel или какъвто и да е друг вид неразрешими проблеми. Негово право е да бъде свободно мислител, но това твърдение го отдалечава от космологията - вече предположение само по себе си - и го потапя изцяло в космогонията, като същевременно го превръща от платежоспособен физик в войнстващ атеист. За това е по-добре да се посвети на хвърлянето на картите.

Във всеки случай искрено се надявам, че този изключителен човек ще служи още седемдесет години в пълно притежание на своите умствени сили, които са от кърмата до кърмата, гениални. Но дори гениите грешат.