霍金在宇宙爆炸研究中的輝煌成就 他眼中的奇點

2018年03月28日 15:42 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 我要評論(0)

標簽:霍金(10488)奇點(1892)

據(jù)國外媒體報道,10月23日凌晨,知名物理學(xué)家霍金在劍橋大學(xué)的網(wǎng)站上完全公開了自己的博士生論文,并且在公開文獻中支持免費下載,這讓劍橋大學(xué)的服務(wù)器一度處于崩潰狀態(tài)。

這篇文章是霍金在24歲時所寫,此前曾有部分內(nèi)容被披露出來,人們得以窺見霍金在宇宙爆炸研究中的輝煌成就,如今免費開放,這篇論文將成為劍橋大學(xué)需求量“最大”的公開文獻。

論文的背景

全世界的物理學(xué)家和天文愛好者為什么都對這篇論文趨之若鶩呢?這篇論文又是在什么樣的背景下被創(chuàng)作出來的呢?

這篇論文的出現(xiàn)還要感謝另一位偉大的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家——羅杰·彭羅斯。1965年,羅杰·彭羅斯提出理論認為,假設(shè)恒星在生命末期塌縮為黑洞,則不論它原本狀況如何、怎樣塌縮,它都會在黑洞中心塌縮成一個密度無窮大、曲率無窮大的時空奇點。

羅杰·彭羅斯

正是看到了這樣的論點,霍金得到了啟發(fā),于是將奇點理論擴大到整個宇宙中,這也就是這篇公開論文《宇宙膨脹的性質(zhì)》要研究的問題。

論文中,霍金用宇宙的膨脹來挑戰(zhàn)已有的引力理論,并提供了一個引力輻射和宇宙膨脹的模型,指出時空奇點是“不可避免的”。

什么是奇點?

在《宇宙膨脹的性質(zhì)》論文中,霍金用了大量的方程來證明自己的宇宙擴張理論,挑戰(zhàn)傳統(tǒng)引力學(xué)。他認為,基于引力輻射和擴張,奇點的存在是不可避免的。

那么,奇點到底是什么呢?

奇點,是宇宙大爆炸之前宇宙存在的一種形式。它具有一系列奇異的性質(zhì),無限大的物質(zhì)密度、無限彎曲的時空和無限趨近于0的熵值等??茖W(xué)家證明在廣義相對論的宇宙學(xué)中,奇點是不可避免的,均勻各向同性的宇宙是從奇點開始膨脹的。

霍金也是奇點定理的提出者之一,在奇點定理中認為,當(dāng)廣義相對論運用到宇宙中是就必然會出現(xiàn)奇點,不僅大尺度宇宙會出現(xiàn)奇點,而且超大質(zhì)量的恒星瀕死時的引力塌縮的最終結(jié)局也是奇點。

為什么要公開論文?

這篇論文是霍金24歲所著,24歲的霍金就已經(jīng)在探討宇宙是怎么形成的。那么,如今已經(jīng)75歲的國金為什么要選擇現(xiàn)在公開自己的論文呢?原因是響應(yīng)劍橋大學(xué)的號召。

劍橋大學(xué)校方規(guī)定,今后所有的畢業(yè)生論文都必須要以電子版的形式公布于眾。但是,這個規(guī)定推行起來學(xué)生有抵觸,學(xué)生們認為這樣公開自己的論文會讓自己的研究成果將被竊取,或者論文被別人抄襲等?;艚鹩眯袆痈嬖V自己的學(xué)弟學(xué)妹們,公開自己的論文沒什么大不了。

霍金用行動給劍橋的學(xué)子做出了榜樣,知識的探究是無止境的,開放性的學(xué)術(shù)環(huán)境更有益于學(xué)術(shù)的研究,更有益于人類探索未知。