書籍とブラックホール:スティーブンホーキングの言葉は宇宙の把握に役立つ

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ブラックホールの可視化。

(画像:©D.コー、J。アンダーソン、R。ファンデルマレル(STScI)/ NASA / ESA)

1988年のエイプリルフールに、世界的に有名な理論物理学者で宇宙論者のスティーブンホーキングによる現代科学の古典が出版されました。 「時間の簡単な歴史」と呼ばれ、宇宙における人類の位置についての公の好奇心の波を引き起こしました。

多くの人が火曜日の早朝(3月14日)に亡くなった後の科学的調査に対するホーキングの見事な心の貢献を覚えています。彼の本と宇宙論における彼の遺産に触発されたものは、現在ホーキングの天才がやめたところを取り戻しています。

ホーキングの科学への最も重要な貢献の1つは、物理学の最大の難問の1つに対する理論的な解決策です。 [スティーブンホーキングのベストブック:ブラックホール、多元宇宙、特異点]

この難問は、物理学における最も重要な2つの理論から生じています。アルバートアインシュタインの相対性理論は、オブジェクトが非常に大きい場合に物質がどのように動作するかを説明し、宇宙を横切るときに光がどのように曲がるかなど、理論が機能することが証明されています。一方、量子力学の理論は、物質が小さなサブ原子スケールでどのように機能するかを説明しています。しかし、一般相対性理論は小規模では機能せず、量子力学は重力などの大規模で作用する力を説明できません。

ホーキングが1974年にブラックホール放射の数学的概念を導入したとき、それは科学に2つの理論を一緒に使用する方法を提供するように思われました。

オハイオ州立大学の宇宙物理学者であるポールサッター氏は、Space.comへのインタビューで、「1974年のホーキングの放射線結果は、重力と量子力学を数学的に調和させるというこの問題を探求できることを示したため、大きな洞察となる」と述べた。 。

「それから数十年の間、何人かの理論物理学者は、非常に単純な質問であると思われるもののこれらの境界と交差点を探求し続けました:小規模で強い重力があるとどうなりますか?」サッターは言った。 「これは簡単な質問ですが、簡単な質問ではありません。ホーキングらがその種の質問の複雑さをナビゲートすることの達人です。これらの問題に取り組むための言語を開発する方法を示すことは、初期の大きなブレークスルーの1つでした」

ホーキングは、科学者や科学愛好家に、宇宙をよりよく知覚するための言語を提供しました。物理学者にとって、この言語は数字で書かれていました。 「ホーキング放射」は経験的な証拠で証明されなければならないが、彼の理論的概要は創造的な方法でテストされている。それらは、珍しい物質の状態を超低温にさらして、数学的にはブラックホールの地平線近くで何が起こるかを近似できる奇数の量子状態を生成することを含むとサッターは言った。その境界を越えて、物質と光はもはや逃れることができません。

サウター氏によると、科学を一般に伝えるホーキングのスキルは、サッターの若い頃の宇宙の好奇心を刺激したものだという。

「私はティーンエイジャーとしてこの本を読んだことを覚えています。それは私を宇宙物理学者、宇宙論者になる道へと導いた本の1つでした」と彼は言った。 「この本がテンプレートを設定していると思います。一歩下がって、ブラックホールに関するこれらのトピックについて考え、初期宇宙について話します。これらは、物理学における信じられないほど難解で、深く数学的なニッチなトピックです。 、より多くの[科学]が主流のパブリックディスカッションに入り、[今]誰にでも近づいて「ブラックホール!」と言うことができます。または「ビッグバン!」そして彼らは私が話していることを知っているでしょう。そしてそれは信じられないほど強力です。」

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