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:網絡整理 作者: 我要評論(0)
據國外媒體報道,10月23日凌晨,知名物理學家霍金在劍橋大學的網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,這讓劍橋大學的服務器一度處于崩潰狀態。
這篇文章是霍金在24歲時所寫,此前曾有部分內容被披露出來,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需求量“最大”的公開文獻。
論文的背景
全世界的物理學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作出來的呢?
這篇論文的出現還要感謝另一位偉大的物理學家和數學家——羅杰·彭羅斯。1965年,羅杰·彭羅斯提出理論認為,假設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,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》要研究的問題。
論文中,霍金用宇宙的膨脹來挑戰已有的引力理論,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》論文中,霍金用了大量的方程來證明自己的宇宙擴張理論,挑戰傳統引力學。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,無限大的物質密度、無限彎曲的時空和無限趨近于0的熵值等??茖W家證明在廣義相對論的宇宙學中,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,當廣義相對論運用到宇宙中是就必然會出現奇點,不僅大尺度宇宙會出現奇點,而且超大質量的恒星瀕死時的引力塌縮的最終結局也是奇點。
為什么要公開論文?
這篇論文是霍金24歲所著,24歲的霍金就已經在探討宇宙是怎么形成的。那么,如今已經75歲的國金為什么要選擇現在公開自己的論文呢?原因是響應劍橋大學的號召。
劍橋大學校方規定,今后所有的畢業生論文都必須要以電子版的形式公布于眾。但是,這個規定推行起來學生有抵觸,學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。霍金用行動告訴自己的學弟學妹們,公開自己的論文沒什么大不了。
霍金用行動給劍橋的學子做出了榜樣,知識的探究是無止境的,開放性的學術環境更有益于學術的研究,更有益于人類探索未知。
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