Dīvainās Stīvena Hokinga teorijas

 

foto: fenikssfun.com

Stīvens Hokings tiek uzskatīts par vienu no grandiozākajiem fiziķiem-teorētiķiem. Daudzas no viņa teorijām savulaik izsauca dalītas jūtas zinātnē, tomēr laika gaitā vairums to ir izrādījušās pareizas. Savu darbu viņš sāka 1966. gadā, pabeidzot doktora disertāciju un turpināja pārsteigt un izglītot pasauli līdz pat savai nāves dienai 2018.gadā. 

Lielais sprādziens. Kad Hokings rakstīja savu doktora disertāciju zinātnes vidē notika lieli strīdi par to, kā aizsākās visums. Divas galvenās teorijas vien abas atzina to, ka visums izplešas. Lielā sprādziena teorijā atšķirīgā nianse bija tajā, ka izplešanās notiek no ļoti maza, kompakta punkta, kurā savulaik bija sakoncentrēta visa esošā matērija tad un tā, kas vēl tikai veidojas pašlaik. Otra no teorijām (līdzsvara teorija) vēstīja to, ka Visums izplešas vienmēr, bezgalīgi un mūžīgi un tiek radīta jauna matērija, lai noturētu kopējo Visuma blīvumu līdzsvara stāvoklī. Savā disertācijā Hokins matemātiski pierādīja to, ka Līdzsvara teorija ir pretrunā pati ar sevi. Viņš norādīja, ka Visuma sākums ir meklējams Lielā sprādziena teorijā un visos ar to saistītajos faktos. Viņš ticēja tam, ka sākums visam bija singularitāte, mazs ļoti blīvs punkts no kā laika gaitā izveidojās viss ko mēs redzam un arī tas, ko vēl neesam ievērojuši. Laika gaitā Lielā Sprādziena teoriju sāka atbalstīt arvien vairāk un vairāk zinātnieku un var teikt ka mūsdienās tā jau tiek uzskatīta par faktiski vienīgo pareizo un loģisko.

Melnie caurumi. Hokinga vārds visvairāk asociējas tieši ar melnajiem caurumiem. Melnais caurums ir vēl viens singularitātes veids, kas rodas kad zvaigzne tiek pakļauta ļoti lielam spiedienam kas rodas no viņas pašas gravitācijas ietekmes. Šeit teorijas radīšanai palīdzēja Einšteina relativitātes teorija. Eksistē vai nē melnie caurumi bija strīdus jautājums vairākas desmitgades un 1970tos gados tieši Hokings šai tēmai pievērsa lielāku uzmanību un veltīja vairāk laika teorijas izpētei. Viņš ģeniāli apvienoja Einšteina matemātiskos aprēķinus ar kvantu fiziku. Tika radīts veids kā izteikt melnos caurumus matemātiski un likt tiem eksistēt vairāk ticamā gaismā nekā tikai uz aizdomu vai iztēles pamata. Tas, ka viņa radītā teorija un aprēķini ir pareizi, tika pierādīts 2019.gadā pēc tam, kas astrofiziķi ieguva pirmo melnā cauruma foto attēlu (melnais caurums, kas atrodas Messier 87 galaktikā).

Hokinga starojums. Melnie caurumi ieguva savu apzīmējumu no tā, ka to gravitācija ir tik spēcīga, ka pat gaismas fotoni, daļiņas, nav spējīgas izvairīties no gravitācijas ietekmes un nokļūst to slazdā. Izmantojot kvantu fizikas teoriju par virtuālajiem fotonu pāriem, kas vēsta par to, ka fotoni ir spējīgi spontāni rasties no nekā, viņš pieļāva domu, ka daži no šiem fotoniem nāk (tiek izstaroti) no melnā cauruma. Šo neparasto teoriju nesen kā pierādīja ar eksperimentu Izraēlas tehnoloģiskajā institutā. Melnā cauruma vietā tika izmantots skaņas melnais caurums, kurā nevar iekļūt skaņas viļņi. Un teorija, kuru Hokings savulaik izteica, izrādījas pareiza un pierādīta.

Melnā cauruma laukuma teorija. Klasiskajā fizikā entropija nekad nemazinās. Hokings piedāvāja teoriju, ka melno caurumu entropija mainās līdz ar melnā cauruma virsmas laukumu jeb notikumu horizonta laukumu. Nesenie pētījumi saistībā ar to, cik daudz gravitācijas viļņu izstaro melnie caurumi atkal pierādīja to, ka viņam bija taisnība. Viņš teica, ka melnā cauruma beigu laukums būs lielāks nekā atsevišķu tā segmentu kopējo laukumu summa. Šo ideju viņš izteica jau 1970. gadā, tikai tolaik tā likās pārāk fantastiska. 

Četras no viņa teorijām izrādījās patiesas un atbilst visiem mūsdienu fizikas un astrofizikas noteikumiem, prasībām. Savulaik tās netika saprastas, kā vairums ģeniālo ideju, bet laika gaitā pierādās par faktiski esošām un pareizām. Viņš gāja laikam daudz pa priekšu un daudzas no viņa teorijām vēl tikai jāpierāda, jeb cilvēcei jānonāk tajā pašā sapratnes līmenī kurā bija viņš, jau sen, jau kopš 1970tiem gadiem. Viņa gaišā un atvērtā prāta pietrūks zinātnei, cilvēcei kopumā. 

Vieta kur nav nevienas dzīvības pazīmes

foto: wallup.net

 

Zinātnieki ir atraduši vietu uz Zemes kur nav nevienas dzīvas radības, pat ne mikroorganismu. Dīvaini, bet fakts ka tāda vieta eksistē. Vieta kur tas novērots - Šekltona šelfa ledājs Antarktīdā. Pētnieki izmantoja vairāk kā 200 dažādu vietu augsnes paraugus un analizējot tos atklāja aptuveni 20% no paraugiem nav sastopams vispār neviens mikroorganisms.

Pats fakts ir pārsteidzošs jo mirkoorganismi (un to veidu ir ļoooti daudz) ir spējīgi dzīvot praktiski jebkur - no okeāna dzīlēm līdz pat Everesta virsotnei. Aukstumā, karstumā un citos liekas, dzīvībai nepiemērotos apstākļos. Tieši tas, ka tie sastopami praktiski visur, mikrobiologiem radīja lielu izbrīnu izpētot Šekltona ledāja paraugus un atklājot ka piektajā daļā no tiem nav vispār nekā atskaitot tikai augsnes paraugu.

Iespējams, ka pie šī fakta vainojama tieši vide. Šekltona šelfa ledājs ir ļoti nedraudzīga vieta - liels sausums, aukstums un ļoti liels sāls saturs augsnē. Protams, lai arī tikai piektdaļā no 200 paraugiem netika atrasti mirkoorganismi vispār, tas nebūt nenozīmē ka viss reģions jāuzskata par faktiski mirušo zonu. Nebūt nē.

Ko šis pētījums sniedz cilvēcei kopumā? Tas rada tikai bažas par to, vai uz Marsa mēs kādreiz atradīsim mikroorganismus un vai tas vispār iespējams, ja jau uz Zemes ir vietas kur tie vēl nav paspējuši iedzīvoties, tad uz Marsa, kur apstākļi ir daudz sliktāki dzīvības eksistencei (jebkurā tās formā), tos atrast būs vēl grūtāk. Daži no ekspertiem norāda, ka šādi pat apstākļi ir arī uz Marsa, gandrīz identiski, kas liek domāt, ka sastapt jebkādas mikroorganismu pēdas tur ir tuvu nullei.

Lai vai kā, cilvēce neapstājas pie dažādiem pētījuma rezultātiem un atrast dzīvību vai tās paliekas mūsu pašu Saules sistēmā arvien paliek būtisks dzinējspēks un mērķis uz ko tiecas daudzi. Marsa augsnes ir daudz vecākas par Zemes augsnēm, kas liek domāt, ka organismi vai to paliekas jāmeklē dziļāk. Bet nogādāt tehniku turp, kas spējīga veikt dziļākus urbumus arvien ir dārgi un riskanti, piedevām tas aizņem daudz laika. Tomēr viss kas jāsaglabā - cerība un vēlme izzināt!