Stephen Hawking a'i astudiaeth wyddonol derfynol

3927x 25. 10. 2018 Darllenydd 1

Stephen Hawking yn Brydeinig ffiseg damcaniaethol ac un o'r gwyddonwyr mwyaf adnabyddus o gwbl. Mae wedi cyfrannu'n sylweddol at wahanol feysydd cosmoleg a disgyrchiant cwantwm, ac yn y blynyddoedd 1979 i 2009 bu'n athro mathemateg Luksian ym Mhrifysgol Caergrawnt. Cyhoeddwyd yr astudiaeth wyddonol olaf o'r astudiaeth wyddonol, un o themâu canolog ei yrfa 56. Cwblhawyd y gwaith ym mis Mawrth ychydig cyn ei farwolaeth.

Stephen Hawking a'i waith terfynol

Mae'r traethawd hir yn ymdrin â'r cwestiwn a yw tyllau du yn cadw gwybodaeth am y pethau sy'n dod i mewn iddynt. Mae rhai gwyddonwyr yn credu bod y wybodaeth hon wedi'i ddinistrio, ond mae eraill wedi dweud y byddai'n torri cyfreithiau mecaneg cwantwm. Mae'r deddfau hyn yn esbonio y gellid rhannu popeth yn ein byd i mewn i wybodaeth, megis llinyn o nulls a nulls. Ni ddylai'r wybodaeth hon byth ddiflannu hyd yn oed pan fydd yn mynd i mewn i dwll du. Ond mae Hawking, gan adeiladu ei feddwl ar waith Albert Einstein, wedi dangos bod tyllau du yn cael eu tymheredd eu hunain. Ac oherwydd bod gwrthrychau poeth yn colli gwres yn y gofod, rhaid i dyllau du gael eu hanweddu'n y pen draw - maen nhw'n diflannu ac nid ydynt yn bodoli. Mae'r tyllau duon eu hunain yn rhanbarthau o'r bydysawd lle mae disgyrchiant mor gryf na all unrhyw beth sy'n eu tynnu i ffwrdd ddianc.

Dywedodd un o awduron astudiaeth Malcolm Perry o Brifysgol Caergrawnt:

Canfu Hawking fod ffiseg twll du yn ymddangos yn fwy ansicr hyd yn oed na mecaneg cwantwm. Mae tyllau du yn wrthrychau corfforol go iawn ac maent yn y canolfannau nifer o galaethau. Os oes gan y gwrthrych tymheredd, bydd ganddo hefyd eiddo a elwir yn entropi. "

Mae Malcolm Perry yn dweud ei fod wedi siarad â Hawking am yr erthygl yn fuan cyn iddo farw. Nid oedd yn gwybod bod yr athro yn sâl.

"Roedd hi'n anodd iawn i Stephen gyfathrebu. Roeddwn i'n gysylltiedig â'r siaradwr i esbonio iddo lle'r oeddem ni. Pan esbonais, fe wnaeth wên enfawr, "eglurodd yr Athro Perry.

Entropi twll du

Mae'r erthygl newydd yn dangos yn fathemategol y gellir cofnodi entropi twll du gan ronynnau golau (ffotonau) sy'n amgylchynu gorwel y digwyddiad twll du. Mae gorwel y digwyddiad yn ffin neu bwynt heb ddychwelyd, lle mae'r gollyngiad o dynnu disgyrchiant y twll du yn amhosib - gan gynnwys golau. Gelwir y patina golau o gwmpas y twll du yn "wallt meddal".

Ychwanegodd yr Athro Perry:

"Mae hyn yn dangos y gall" gwallt meddal "fod yn entropi. Ond ni wyddom a yw entropi Hawking yn gyfrifol am bopeth a fyddai'n debygol o fynd i dyllau duon. Felly, dim ond cam bach ar y ffordd ydyw. "

Darganfyddiadau pwysicaf Hawking

  • Gyda mathemategydd o Rydychen Roger Penros, dangosodd pe bai'r Big Bang wedi digwydd, Dechreuwch o bwynt anferthig bach - unigrywedd
  • Mae tyllau du yn rhedeg ynni a elwir yn ymbelydredd Hawking ac yn colli pwysau yn raddol. Dyna'r peth yn cael ei achosi gan effeithiau cwantwm ger ymyl y twll du, ardal o'r enw gorwel y digwyddiad
  • Roedd yn rhagweld bod tyllau mini-du ar adeg y Big Bang. Y tyllau du bach hyn fyddai yn hynod o boeth, yn colli màs nes ei fod yn diflannu - a allai orffen ei fywyd mewn ffrwydrad enfawr.
  • Yn y saithdegau, ystyriodd Hawking a oedd y gronynnau a'r golau yn y twll du wedi'i ddinistrio os yw'r twll du wedi anweddu. Yn gyntaf, roedd Hawking o'r farn mai "gwybodaeth" oedd hyn o'r bydysawd a gollwyd. Ond anghytunodd ffisegydd Americanaidd Leonard Susskind. Mae'r meddyliau hyn wedi dod a elwir yn paradocs gwybodaeth. Yn 2004, cyfaddefodd Hawking fod yn rhaid i'r wybodaeth fod cadwedig.
  • Gyda'r ffisegydd James Hartle, ceisiodd ddisgrifio hanes y bydysawd mewn un mynegiant mathemategol. Ond mae theori cwantwm yn dangos bod y gwahaniaethau rhwng gofod ac amser yn aneglur. O ganlyniad, dangosodd y cynnig nad oes fawr o wybodaeth am yr hyn a ddigwyddodd cyn y Big Bang.

Ymbelydredd Hawking

Yn awr, mae'n rhaid i'r Athro Perry a'r awduron sy'n weddill ddarganfod sut mae gwybodaeth sy'n gysylltiedig ag entropi twll du yn cael ei storio'n gorfforol mewn "gwallt meddal". Hefyd, gan fod y wybodaeth hon yn dod allan o'r twll du pan fydd yn anweddu. Mae'r ymchwil wedi'i seilio ar waith cynharach a gyhoeddwyd yn 2015, sy'n awgrymu na fyddai'r wybodaeth honno wedi mynd i mewn i dwll du ond fe'i cedwir ar ei derfyn.

Meddai'r Athro Marika Taylor, ffisegydd damcaniaethol ym Mhrifysgol Southampton:

"Mae'n rhaid i'r awduron wneud nifer o ragdybiaethau nad ydynt yn ddibwys, felly bydd y camau nesaf yn dangos a yw'r tybiaethau hyn yn ddilys."

Yn flaenorol, awgrymodd yr Athro Hawking y gellid gollwng ffotonau o dyllau du trwy amrywiadau cwantwm, cysyniad a elwir yn ymbelydredd Hawking. Gallai gwybodaeth o'r twll du ddianc o'r ffordd hon, ond gallai fod wedi bod mewn ffurf anhrefnus, ddiwerth.

Mae'r ddogfen hon yn dangos bywyd y gwyddonydd anhygoel hwn:

Erthyglau tebyg

Ad a Ateb