霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)

毫无疑问,在物理学史上,霍金是最伟大的科学家之一。虽然只有几根手指能动,但是他却提出了许多高深的理论,为天体物理学做出了杰出的贡献。时至今日,霍金的许多理论,仍然让我们难以验证。今…

霍金的十大预言(霍金一生的十大预言)有哪些?毫无疑问,霍金是物理学史上最伟大的科学家之一。虽然只有几个手指能动,但他提出了许多先进的理论,为天体物理学做出了杰出的贡献。时至今日,霍金的很多理论仍然让我们难以验证。今天,我们就来盘点一下霍金生前的10大预言,看看有哪些被证实了。

图片[1]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

面积定理

这是最新证明的定理,研究成果差不多一个月前刚刚发表。所谓面积定理,类似于大家熟悉的熵增定理。霍金告诉我们,黑洞的表面积只会增加,不会减少。

麻省理工学院天体物理学家Maximiliano Isi分析了2015年著名的两个黑洞合并GW150914的数据,发现原来的两个黑洞表面积之和为23.5万平方公里,合并后的黑洞表面积为36.7万平方公里。就这样,通过实际观测数据,科学家们证实了霍金面积定理。

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大爆炸理论

人们对宇宙的诞生有不同的看法。一百多年前,科学家们就开始争论一个话题:宇宙膨胀是否有起点?如果有,那么应该是从一次“大爆炸”中诞生的;如果不是,就是所谓的宇宙稳态理论,即宇宙在时间上是无限的。

但是霍金通过计算发现,宇宙稳态理论在数学上是不一致的,所以只有大爆炸宇宙论是可靠的。现在科学家已经基本接受了这个理论,根据目前的研究,我们宇宙的起点大约在138亿年前。

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黑洞存在。

1915年,爱因斯坦提出广义相对论,次年,史瓦西通过广义相对论预言了黑洞的存在。然而,从那时起(甚至直到今天),总有人质疑黑洞的存在。

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霍金对这个神秘的天体深信不疑。他巧妙地结合了广义相对论和量子力学的理论,证明了黑洞确实存在,并推导出了许多关于黑洞的理论。果不其然,2019年,事件视界望远镜拍摄到了M87星系中心的超大质量黑洞,从实际观测的角度证明了他的正确性。

霍金辐射

霍金关于黑洞的重要理论,除了上述面积定理,还包括霍金辐射。与我们认为黑洞总是在吞噬不同,霍金认为黑洞周围的空间会产生虚粒子对。这些粒子对中的一个会被黑洞吞噬,另一个会被射向太空,这样黑洞的质量会不断减少,就像在慢慢蒸发一样。

图片[5]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

这个理论最近也得到了证实。以色列的科学家用声波模拟霍金的辐射现象,发现这个过程与霍金的预言一模一样。可见霍金的理论没有问题。

黑洞悖论

霍金的辐射理论一经提出,就给科学家们带来了巨大的麻烦。因为这个理论意味着落入黑洞的物质所携带的信息完全丢失,这就是所谓的黑洞信息悖论。换句话说,当一对虚粒子在黑洞周围产生时,我们不知道它们在落入黑洞之前是什么,这与量子力学的时间反演性质相悖。

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霍金本人对这个理论的解释是,黑洞周围有一些零能量粒子云,他称之为“软毛”,这些信息就储存在这里。不过,这也只是解释信息悖论的几种假说之一,并没有得到证实。

原初黑洞
大质量恒星的超新星爆发确实是黑洞形成的途径,但未必是唯一的方法。霍金认为,在宇宙早期,由于当时物质密度过高,以至于有些物质可以直接坍缩成黑洞。

图片[7]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

在这种情况下,黑洞不需要达到奥本海默极限,也就是说质量可以非常小,甚至不足1克。不过,同样根据霍金辐射的理论,如果真的有这么小的黑洞,也会很快就完全蒸发。稍微大一些的原初黑洞或许可能存在于今天的宇宙中,不过对于科学家们来说,目前仍然是没办法观测到的。

多元宇宙
关于多元宇宙的说法,历来已久。很多人认为,从大爆炸的那一天开始,我们的宇宙就没有什么特殊之处,仅仅是无数个宇宙中的一个。

图片[8]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

霍金在晚年也一直在思考这个问题,但他和许多科学家一样,对于无限这个概念有些抵触。无限个宇宙,意味着不论多么小概率的事件,只要不是0,就必然会发生。霍金提出了一个新的数学框架,虽然没有完全否认多元宇宙的存在,但至少证明了宇宙的数量不会是无限的。当然了,这个理论似乎也很难在短期内被验证。

时空穿梭
首先,我们能不能穿越回过去,就是一个巨大的问题。更加令霍金困惑的,就是时间旅行导致的悖论,也就是著名的外祖父悖论:如果你穿越回过去,杀死自己的外祖父,那么现在这个你到底会不会消失?

图片[9]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

这个问题确实让很多人难以回答,过去的时空对现在的时空到底有没有影响,在我们实现这个目标之前是无法回答的。霍金认为,有些我们尚未了解的物理学定律会导致一种保护效应,阻止这种事情的发生。不过,考虑到我们连时空旅行都觉得十分荒唐,这个理论的验证恐怕也要等到很久了。

造物主
说到底,这还是宇宙大爆炸衍生出来的问题:大爆炸之前到底有什么?不论是其他什么东西引发了大爆炸,还是所谓的造物主创造了宇宙,对于霍金来说都是比较荒谬的回答。

图片[10]-霍金十大预言是什么(霍金一生中的10大预言)-欣欣百科网

他相信,宇宙大爆炸之前这个概念本来就荒谬,因为宇宙创造了时间,宇宙没有出现,也就无所谓“之前”的说法。而且他多次阐述,在宇宙大爆炸之前,根本没有“造物主”存在的空间。当然了,想要说服别人,这个论点的证据,恐怕也非常难以找到。

世界末日
大家最熟悉的霍金预言,大概就是这个了吧。网上经常会提及霍金的这些言论,相信很多人都看过不止一次。可能导致世界末日的因素有很多,比如气候恶化、外星人入侵、人工智能反叛等等。和其他理论不同的是,我们不希望这个预言得到验证。或者说,当它被验证时,也没有人能够看到了。

毫无疑问,在物理学史上,霍金是最伟大的科学家之一。虽然只有几根手指能动,但是他却提出了许多高深的理论,为天体物理学做出了杰出的贡献。时至今日,霍金的许多理论,仍然让我们难以验证。今…

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