Descargitas

来自中国的最新突发新闻。

史蒂芬霍金的诺贝尔奖可能是

死亡是否欺骗了诺贝尔奖获得者斯蒂芬霍金?

当这位标志性的物理学家于 2018 年 3 月 14 日去世时,已有数据可以证实他在四十多年前做出的一个不祥而深远的预测。 霍金博士曾假设,由于引力而毁灭的黑洞只会变得越来越大,而不会越来越小——它会吞噬信息,并威胁到我们追踪宇宙历史的能力。

该数据是在 2015 年获得的,当时激光干涉引力波天文台 (LIGO) 记录了来自两个大质量黑洞碰撞并产生更大质量黑洞的信号。

霍金博士的预测是一系列改变现代物理学的关于黑洞的见解中的第一个关键步骤。 关键在于构成更大宇宙的爱因斯坦引力是否遵循量子力学的相同规则,即原子内普遍存在的相互矛盾的规则。

霍金博士的预测已被证实 今年夏天的体检信. 由麻省理工学院物理学家马克西米利亚诺·伊西 (Maximiliano Isi) 和他的同事领导的一个团队花了数年时间深入研究 LIGO 发现的细节,并在 7 月终于宣布霍金博士是正确的,至少对于这种黑色是正确的。 孔碰撞。

“这是一项令人兴奋的测试,因为这是地球实验室无法实现的长期期望的结果,”康奈尔大学研究员、Issey 博士团队的成员马修·盖斯勒 (Matthew Geisler) 在一封电子邮件中说。 “这项测试需要研究超过 10 亿光年外的两个黑洞的合并,如果没有 LIGO 及其前所未有的探测器,就无法实现。”

没有人声称知道诺贝尔奖委员会的想法,提名获奖者的名字又被保密了 50 年。 但许多学者一致认为,埃西博士对霍金预测的确认本可以使霍金博士——以及他在该主题的特定论文上的合著者——有资格获得诺贝尔奖。

但诺贝尔奖不能追授。 Issa 博士的结果来得太晚了。

诺贝尔奖周又回到了周一,当时一些科学家希望通过电话将他们选为获奖者,并邀请他们参加 12 月 10 日在斯德哥尔摩举行的盛大晚会(今年,由于大流行,奖项将在获奖国家。)

霍金博士,可以说是最著名和最受尊敬的研究人员之一,从未获得过诺贝尔奖,也永远不会。 他的故事提醒人们,声望的终极奖励是如何受制于命运的变迁。

故事开始于 1970 年,当霍金博士一天晚上准备睡觉时——对于一个已经患有肌萎缩侧索硬化症或卢·格里格病而半瘫痪的人来说,这是一项艰巨的任务。

根据阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,他想到的是黑洞——引力如此之强的物体,甚至连光都无法从它们逸出。 他们百叶窗到无限。

每个黑洞都被一个事件视界包围,这是一个标志着不归路的无形气泡; 进去的东西永远出不来。 霍金博士意识到爱因斯坦的理论也意味着黑洞的事件视界永远不会减少。 黑洞只会增加质量,因此其事件视界的总表面积只会增加。

这是一个大胆的想法。 大自然不必以这种方式工作。 如果黑洞一分为二,或者像肥皂泡一样分散消失会怎样?

霍金的愿景成为 1973 年论文的基石,”黑洞力学四大定律,他与现在在华盛顿大学的 James Bardeen 和目前在法国国家科学研究中心的 Brandon Carter 共同撰写了这本书。

这些定律还包含一个令人不安的物理学结果,称为“无毛”理论。 事件视界的表面积是衡量黑洞摄取的所有信息的尺度。 无论是消耗物质还是反物质,特斯拉还是大众汽车,鸵鸟还是鲸鱼,黑洞都是一样的。 黑洞只有三个特性:质量、自旋和电荷。 没有其他细节,或“诗歌”录音。

这个理论意味着,随着黑洞老化及其事件视界的增加,丢失的关于内部内容的信息量也会增加。 宇宙会变得越来越笨拙,隐藏着越来越多的过去细节,也许包括你的存在。 1974 年,当霍金博士计算出量子效应会导致黑洞缓慢泄漏和爆炸时,这个谜团进一步加深。

了解黑洞中信息会发生什么变化的探索改变了基础物理学,并振兴了一代年轻的理论家。 关键在于统治宇宙的爱因斯坦引力和统治微观世界的量子力学是否遵循相同的规则。

“这一切都始于霍金意识到黑洞的视界总面积永远不会减少,”伊西博士说。

但由于没有黑洞可供实验,霍金博士的想法无法得到检验。

LIGO 将改变这一点。 这是加州理工学院理论物理学家、LIGO 创始人之一基普·索恩 (Kip Thorne) 于 2003 年向霍金博士做出的承诺。 2012 年,他年满 70 岁。

“你的礼物是引力波探测器——LIGO、GEO、Virgo 和 LISA——将测试你对黑洞的黄金时代预测,你将在 70 岁生日之前开始做得很好,”索恩博士最近在告诉他时说.

LIGO 花了更长的时间——直到 2015 年 9 月 14 日——才观测到它的第一个历史性事件:两个黑洞的碰撞。 通过将检测到的波型与计算机模拟相匹配,LIGO 团队得出结论,其中一个黑洞比我们的太阳大 36 倍,另一个比我们的太阳大 29 倍——相当于总共 65 个太阳。 这次碰撞产生了一个新的黑洞,质量约为 62 个太阳。 三个太阳的能量消失在震动宇宙的引力波中。

这一观测不仅证实了引力波的存在,正如爱因斯坦 100 年前所预测的那样,而且提供了黑洞存在的第一个直接证据。

在正式宣布结果的前几天,一份泄露的发现文件副本到达了霍金博士手中。 他惊讶地发现没有提及黑洞力学四定律,也没有提到这一发现可能是对它们的检验。 他在 Skype 上给这篇论文的作者索恩博士发了短信。

“斯蒂芬完全惊讶,”索恩博士写信给同事。

没有人想过检查黑洞力学定律,现在再往论文里添加任何东西都为时已晚。 此外,正如索恩博士最近解释的那样,数据过于嘈杂,无法很好地测量新形成的黑洞的大小以证实霍金博士的理论。

2017 年,加州理工学院的研究生 Geisler 博士和他的同事使用碰撞黑洞的数值模拟来更深入地观察世界末日漩涡。

当一个新合并的黑洞形成时,它会振动。 像鼓一样,它会产生基音和泛音——音调或基音。 盖斯勒博士发现,在融合过程的早期,泛音出人意料地响亮。 使用这些语气,在 2019 年,他和他的同事 证明“无毛”理论,这表明黑洞只能用三个参数来描述。

今年夏天,他们通过利用新黑洞的很大程度来​​测量其大小,从而扩展了他们的分析范围。 他们得出的结论是,正如霍金博士早就预测的那样,新黑洞事件视界的面积有所增加。

如果霍金还活着,这会为他赢得诺贝尔奖吗?

“我不喜欢推测,”索恩博士说,他因在开发 LIGO 中的作用而分享了 2017 年诺贝尔物理学奖。

霍金博士的长期合作者、哈佛大学的安德鲁·斯特罗明格说:“我不知道诺贝尔委员会的审议情况,但如果霍金在世,他确实会被列入这个奖项。最近的经历将使案情更甚。”

芝加哥大学的天体物理学家 Daniel Holz 是 LIGO 合作项目的成员,但不是 Essie 博士团队的成员,他将这一结果描述为“非常了不起”。

“可以说,这是对他的一个预测的观察证实,”他说。 “我希望诺贝尔委员会承认这一点。”

物理学奖总是倾向于实践和实验发现。 即使是爱因斯坦也因为解释了光电效应而获奖,而不是因为相对论。 诺贝尔理论天体物理学委员会最近达到的最远点是在 2020 年,当时牛津大学的罗杰彭罗斯因证明宇宙中存在黑洞而获奖。

但他与两位天文学家分享了这个奖项, 莱因哈德·根泽尔,来自马克斯普朗克地外物理研究所,和 安德烈鹅加州大学洛杉矶分校的研究人员都研究了银河系中心的超大质量黑洞。

就算黑洞区理论被证明时霍金博士还活着,他也很难成为一个合适的人选——诺贝尔奖最多只能颁发给三个人。 霍金博士的合著者巴丁博士和卡特博士呢? Issey博士的团队呢?

霍金博士不会是第一个过早去世而无法获得诺贝尔奖的科学家。

现供职于洛杉矶 Kavli 基金会的著名宇宙学家迈克尔·特纳 (Michael Turner) 在一封电子邮件中写道,他指的是发现膨胀宇宙的天文学家埃德温·哈勃 (Edwin Hubble)。 “但他先死了。”

如果他预测了希格斯玻色子的存在,布鲁塞尔自由大学的理论物理学家罗伯特·普劳特可能会与他的同事弗朗索瓦·恩格勒特和爱丁堡大学的彼得·希格斯一起获得 2013 年诺贝尔奖。没有。 他于 2011 年去世。

如果不是 2017 年初去世,LIGO 创始人之一格拉斯哥大学的 Ronald Drever 将与麻省理工学院的 Thorne 博士和 Rainer Weiss 分享 2017 年诺贝尔奖。他的位置由 Barry C 接替. 加州理工学院的帕里什。

霍金博士在威斯敏斯特教堂的艾萨克·牛顿和查尔斯·达尔文旁边休息。 也许这比在斯德哥尔摩过冬更好。

READ  2021 年流感季节:你知道什么