Клиффорд Саймак – Млечный путь № 1 2018 (страница 43)

Сайт газеты «Московский комсомолец» http://www.mk.ru/science/2018/03/14/stiven-khoking-pered-smertyu-predskazal-scenarii-konca-sveta.html сообщает:

«Последние полвека я прожил с перспективой ранней смерти. Я не боюсь смерти, но не тороплюсь умирать, – признавался Хокинг. – Сначала мне надо так много сделать».

Признаки бокового амиотрофического склероза, которые впоследствии привели к параличу, стали проявляться у Стивена Хокинга в начале 1960-х. Когда врачи поставили ему неутешительный диагноз, прогнозы медиков обещали молодому человеку года два с половиной жизни. Но они ошиблись.

Судьба, тем не менее, продолжала наносить удары по Хокингу: в 1985 году он тяжело заболел воспалением легких. После проведенной трахеотомии Хокинг утратил способность говорить – тогда друзья подарили ему синтезатор речи, который был установлен на его инвалидном кресле.

У парализованного ученого подвижность сохранялась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закреплен датчик. С его помощью Хокинг управлял компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими.

«Мои ожидания от жизни были сведены к нулю, когда мне был 21 год. Все, что было с тех пор – это бонус», – говорил Стивен Хокинг.

Тяжелая болезнь не мешала парализованному ученому вести активную жизнь. Он не только продолжил научную работу, но дважды женился и стал отцом троих детей! В 2007 году он совершил полет в невесомости над Атлантикой на специально сконструированном самолете. Хокинг мечтал слетать в космос – и такой полет планировался на 2009 год, но ему не суждено было состояться.

Хокинг несколько раз приезжал в СССР по научным делам. Например, в 1973 году он обсуждал проблемы черных дыр с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. В 1981 году Хокинг снова побывал в Москве на международном семинаре по квантовой теории гравитации.

Уже после того, как у Хокинга было диагностировано тяжелое заболевание, Стивен женился в 1965 году на подруге своей сестры Джейн Уайлд. С ней он познакомился, будучи студентом Кембриджа. По словам Хокинга, помолвка с Джейн дала ему тогда «нечто, ради чего стоило жить». У них родились два сына (Роберт и Тимоти) и дочь Люси. Но в отношениях супругов возникла трещина – Джейн полюбила другого.

С 1990 года Стивен и Джейн стали жить раздельно, а потом и развелись официально. В 1995 году Хокинг сочетался браком со своей сиделкой, Элайн Мэйсон: «Это чудесно – я женился на женщине, которую люблю». Правда, в октябре 2006 года они также развелись.

Ученый относился к религии скептически (впрочем, он был скорее агностиком, чем атеистом). Правда, в своей «Краткой истории времени» Хокинг допускал место Всевышнего в создании всего сущего. Но позже ученый пришел к выводу, что Вселенная возникла по объективным физическим законам, и ее появление нельзя связывать с деятельностью высшего разума: «Для того, чтобы поджечь запал и запустить Вселенную, не обязательно нужен Бог».

Рассуждая о рождении Вселенной, Стивен Хокинг не мог не задумываться и о конце света для человечества. Он прогнозировал четыре возможных его сценария: ядерная война, искусственный интеллект (развиваясь, он превзойдет человеческий род), созданные генной инженерией вирусы (случайно или умышленно созданный опасный вирус может оказаться смертельно опасным для всего человечества), глобальное потепление».

***

Что же сделал Хокинг для науки? Он опубликовал много интересных работ – один и в соавторстве с другими выдающимися физиками современности. Исследовал физику черных дыр, ранние стадии эволюции Вселенной, занимался различными проблемами квантовой физики и общей теории относительности, пытался, как до него Альберт Эйнштейн, объединить все физические поля и создать единую теорию поля или, как сейчас говорят: Теорию Всего. Самыми важными работами Хокинга физики считают две: об испарении черных дыр (процесс получил название «излучение Хокинга») и о том, что происходит с информацией, заключенной в телах, падающих в черную дыру.

В шестидесятых годах прошлого века теоретические исследования так называемых коллапсирующих звезд (Джон Уилер назвал их «черными дырами», и это название прижилось) только начинались. Общее мнение физиков было: черные дыры не излучают ничего (ведь скорость убегания для них равна скорости света!), обнаружить эти странные объекты можно только по косвенным признакам – например, по излучению падающего на черную дыру межзвездного газа. Уилер тогда образно заметил: «Черные дыры не имеют волос».

Несколько лет спустя молодой тогда физик Стивен Хокинг сделал замечательное открытие: «волосы» у черных дыр все-таки есть! Черные дыры излучают.

***

О том, что представляет собой излучение Хокинга, интересно рассказывает другой выдающийся физик и популяризатор науки Брайан Грин в книге «Скрытая реальность, параллельные миры и глубинные законы космоса». В Интернете с этим текстом можно ознакомиться на сайте https://www.e-reading.club/chapter.php/1040302/101/Grin_-_Skrytaya_realnost._Parallelnye_miry_i_glubinnye_zakony_kosmosa.html:

«Поскольку квантовая механика не играет никакой роли в общей теории относительности Эйнштейна, решение Шварцшильда для черных дыр основывается исключительно на классической физике. Однако надлежащее рассмотрение вещества и излучения – таких частиц, как фотоны, нейтрино и электроны, которые могут переносить массу, энергию и энтропию из одного места в другое – требует привлечения квантовой механики. Чтобы в полной мере оценить природу черных дыр и разобраться, как они взаимодействуют с веществом и излучением, необходимо продлить решение Шварцшильда в квантовую область. Это нелегко. Несмотря на достижения теории струн (а также других подходов, которых мы не коснулись, таких как петлевая квантовая гравитация, твисторы, теория топосов), мы по-прежнему находимся на начальном уровне в наших попытках совместить квантовую физику и теорию гравитации. А в далеких 1970-х было еще меньше теоретических оснований для понимания того, как квантовая механика может влиять на гравитацию.

Однако были физики, которые работали в этом направлении и которым удалось добиться частичного объединения квантовой механики и общей теории относительности, рассмотрев распространение квантовых полей (квантовая часть) в фиксированной, но искривленной пространственно-временной среде (гравитационная часть). Полное объединение должно, как минимум, содержать рассмотрение не только квантовых флуктуаций полей на пространстве-времени, но также квантовых флуктуаций самого пространства-времени. Простоты ради это усложнение не учитывалось в первых работах. Хокинг воспользовался частичным объединением и рассмотрел, как квантовые поля будут вести себя в очень особой области пространства-времени – в окрестности черной дыры. То, что он обнаружил, поразило физиков до глубины души.

Хорошо известное свойство квантовых полей в обычном, пустом, неискривленном пространстве-времени состоит в том, что из-за квантовых флуктуаций парам частиц, например, электрону и его античастице, позитрону, позволяется мгновенно возникнуть из ничего, немножко пожить, после чего столкнуться друг с другом, и в результате взаимно аннигилировать. Этот процесс, квантовое рождение пары, интенсивно изучался как теоретически, так и экспериментально, и был разобран со всех сторон.

Новой характеристикой квантового рождения пары является то, что если один партнер имеет положительную энергию, то из закона сохранения энергии следует, что другой партнер должен обладать тем же количеством отрицательной энергии – понятие, которое не имеет смысла в классической вселенной. Однако, благодаря принципу неопределенности имеется своеобразная лазейка, позволяющая частицам иметь отрицательную энергию, при условии, что, возникнув, они не сильно долго будут злоупотреблять гостеприимством. Если частица существует лишь мимолетно, то квантовая неопределенность говорит, что никакому эксперименту не хватит времени, даже в принципе, определить знак ее энергии. Именно такова основная причина, почему пара частиц обречена квантовыми законами на быструю аннигиляцию. Поэтому при квантовых флуктуациях пары частиц беспрестанно рождаются и аннигилируют, рождаются и аннигилируют, на фоне неизбежной непрекращающейся игры квантовой неопределенности в пространстве, которое иначе оставалось бы пустым.

Хокинг заново рассмотрел вездесущие квантовые флуктуации, но не в пустом пространстве, а вблизи горизонта событий черной дыры. Он обнаружил, что часто все выглядит как обычно. Пары частиц образуются случайным образом; быстро находят друг друга; после чего аннигилируют. Но время от времени происходит нечто новое. Если частицы образуются достаточно близко к краю черной дыры, то одну из них может затянуть внутрь, а другая улетит в пространство. В отсутствии черной дыры такого никогда не происходит, потому что, если частицы не аннигилируют друг с другом, то частица с отрицательной энергией сможет пробиться сквозь защитную рябь квантовой неопределенности. Хокинг осознал, что столь радикальное закручивание пространства и времени черной дырой может привести к тому, что частицы, обладающие отрицательной энергией с точки зрения наблюдателя снаружи черной дыры, окажутся частицами с положительной энергией для несчастного наблюдателя внутри нее. Таким образом, черная дыра предоставляет частицам с отрицательной энергией надежное убежище, поэтому нужда в квантовой маскировке отпадает. Возникшие частицы могут избежать взаимной аннигиляции и заявить о своей независимой жизни.