Was hat Stephen Hawking für die Wissenschaft getan?

Einige der größten Hits der Physiker – von Singularitäten in Schwerkraft zusammenbrechen, eine Quantentheorie der Gravitation

1970-Singularitäten im Gravitationskollaps

Physiker arbeiten an Einsteins Theorie der Schwerkraft bemerkt, dass es Singularitäten – Punkte erlaubt wo Raumzeit schien unendlich gekrümmt sein. Aber es war unklar, ob Singularitäten waren echt ist oder nicht. Roger Penrose am Birkbeck College in London bewiesen, dass Singularitäten in der Tat in den schwarzen Löchern bilden würde. Später, Penrose und Hawking angewendet die gleiche Idee, das ganze Universum und zeigte, dass Einsteins Theorie eine Singularität in unserer fernen Vergangenheit vorhergesagt. Es war der Urknall.

1971 / 72 schwarzes Loch Mechanik

Schwarze Löcher haben ihre eigenen Gesetze, die die vertrauter Gesetze der Thermodynamik zu spiegeln. Hawking kam mit der zweite Hauptsatz, der besagt, dass die gesamte Oberfläche eines schwarzen Lochs erhalten nie kleiner, zumindest so weit wie klassisch (im Gegensatz zu Quanten) Physik befasst. Auch bekannt als das Hawking-Bereich-Theorem, erstellt es eine Puzzle für Physiker. Das Gesetz implizierte, dass schwarze Löcher waren heiß, ein Widerspruch der klassischen Physik, die schwarze Löcher gesagt konnte nicht Wärme abstrahlen. Eigenständiges Werk arbeitete Hawking an das "keine Haare" Theorem von schwarzen Löchern, die besagt, dass schwarze Löcher durch drei Zahlen – ihrer Masse, Drehimpuls Dynamik und Ladung charakterisiert werden kann. Das Haar in Frage ist andere Informationen, die verschwindet, wenn sie in das schwarze Loch fällt.

1974 / 75, wie schwarze Löcher verschwinden kann

Nichts kann ein schwarzes Loch entkommen, oder so Physiker einmal dachte. Hawking stützte sich auf die Quantentheorie zu zeigen, dass schwarze Löcher Wärme geben und schließlich verschwinden sollten. Der Prozess ist langsam für normale schwarze Löcher. Es dauerte länger als das Alter des Universums für ein schwarzes Loch mit der gleichen Masse wie unsere Sonne zu verdampfen. Aber kleinere schwarze Löcher schneller verdunsten, und am Ende ihres Lebens geben Wärme zu einem spektakulären Preis. Ein schwarzes Loch könnte explodieren in der letzten Zehntel einer Sekunde, mit der Energie des 1,000001 Millionen Megatonnen Wasserstoffbomben.

1982 wie Galaxien entstehen könnten

In der Kosmologie eine populäre Theorie besagt, dass das junge Universum durch eine Phase starker Inflation bald nach dem Urknall ging. Hawking war einer der ersten, die zeigen, wie Quantenfluktuationen – winzige Schwankungen in der Verteilung der Materie – während der Inflation steigen zur Verbreitung von Galaxien im Universum geben könnte. Was begann als ein winziger Unterschied in die kosmischen Struktur, was wir sehen wuchs, wie Schwerkraft gemacht Angelegenheit Klumpen zusammen. Aktuelle Karten des Himmels, die das schwache Nachleuchten des Urknalls abholen zeigen die möglichen Variationen, mit denen Hawking gearbeitet.

1983-Wellenfunktion des Universums

Hawking hat verbrachte einen Großteil seiner Zeit versuchen, eine Quantentheorie der Gravitation zu entwickeln. Er begann seine Idee der euklidischen Quantengravitation anwenden, um schwarze Löcher, aber 1983 zusammen mit Jim Hartle an der Chicago University. Gemeinsam schlugen sie eine "Welle Funktion des Universums", die in der Theorie verwendet werden könnte, um die Eigenschaften des Universums zu berechnen, die wir um uns herum sehen.