Stephen Hawking était un cosmologiste mathématique britannique, mathématique et astrophysicien parmi les physiques théoriques les plus autoritaires et les plus connues au monde. Il est principalement connu pour ses études sur les trous noirs, sur la cosmologie quantique et l'origine de l'univers.
Parmi ses contributions les plus pertinentes apparaissent Rayonnement de colportage, Théorie cosmologique au début sans frontières de l'univers (appelé statut de tenue de hartle) e La thermodynamique des trous noirs.
La collaboration fructueuse avec d'autres scientifiques a contribué à l'élaboration de nombreuses théories physiques et astronomiques. Parmi ces théories, le multivers, la formation et l'évolution galactiques et l'inflation cosmique apparaissent. Toujours expliqués avec clarté et simplicité, ils ont atteint le grand public à travers de nombreux textes de diffusion scientifique.
Mais allons-y pour mieux découvrir qui était Stephen Hawking.
Le début d'un génie
Né en Angleterre, à Oxford, avant la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'enfance de Hawking n'a pas été facile. En fait, il a changé de nombreuses écoles, à suivre également des raisons de santé, mais a atterri à l'université à l'âge de l'âge précoce: à un peu plus de 17 ans.
Le quotient de renseignement de Stephen Hawking, selon les tests standard, était de 160 ou 165, ce qui a été clair immédiatement.
Il a développé une véritable passion pour les mathématiques. Mais, à l'époque, l'Université d'Oxford n'avait pas parmi ses offres de formation la Faculté de mathématiques, et Stephen a été contraint de se replier sur la physique, puis a obtenu son diplôme de la Faculté des sciences naturelles.
Hawking a commencé ses études universitaires en octobre 1959 Collège universitaire. Il était le plus jeune de ses pairs et a trouvé un travail académique « ridiculement facile« . Entre la deuxième et la troisième année d'études, Hawking Stress »Être juste l'un des garçons«Il a développé un grand intérêt pour la musique, la science et la science-fiction.
Hawking a estimé qu'il avait étudié environ mille heures au cours de ses trois années à Oxford. Après avoir obtenu son diplôme avec les honneurs en sciences naturelles, il a commencé son travail de diplôme à Trinity Hall de Cambridge, en octobre 1962.
À l'époque, le sujet académique d'un plus grand débat s'est concentré sur l'origine de l'univers et du Big Bang. En 1965, il a fait ce problème, en l'analysant dans sa thèse de diplôme.
En mars 1966, Hawking a obtenu un sac de recherche au Gonville et Caius Collegeet à partir de là bientôt, il a obtenu le doctorat en mathématiques appliquées et en physique théorique. Son essai intitulé Singularités et géométrie de l'espace-tempsa remporté le prix Adams.
Après cet excursus sur sa vie académique extraordinaire, nous concentrons maintenant sur son côté chercheur, pour mieux enquêter sur qui était ce brillant physique.
Ses recherches
Les principaux domaines de recherche de Hawking étaient la théorie cosmologique et la gravité quantique.
Selon certains, son travail sur la cosmologie quantique et la fonction des vagues de l'univers est la raison de l'intérêt redécouvert pour cette théorie.
Trous noirs selon Stephen Hawking
Avec Brandon Carter, W. Israel et D. Robinson, il a fourni le test mathématique du théorème de l'essentialité (théorème sans cheveux) de John Archibald Wheeler. C'est le théorème qui dit que les trous noirs ne sont caractérisés que par trois propriétés: la masse, le moment angulaire et la charge électrique.
Avec Bardeen et Carter, il a également proposé Les quatre lois de la thermodynamique des trous noirs. Les lois ont été proposées par analogie avec la thermodynamique classique, afin de ne pas violer le deuxième principe de la thermodynamique.
Dans le cadre des théorèmes sur la singularité, Penrose et Hawking ont proposé qu'il n'y ait pas de singularité nue, c'est-à-dire une singularité isolée non entourée de l'horizon des événements. Selon eux, en fait, une singularité ne doit pas être visible de l'extérieur en raison d'un principe qui a appelé la «censure cosmique».
La question de l'existence de la singularité nue reste toujours ouverte. En 1972, Hawking a énoncé le théorème de la zone de colportage, selon lequel la surface totale d'un trou noir ne diminue jamais.
Rayonnement de colportage
En 1974, il a montré que, d'un point de vue thermodynamique, les trous noirs sont des corps noirs et sont décrits par les lois de la thermodynamique: c'est-à-dire qu'ils possèdent une température et une entropie définies par leur champ gravitationnel et leur surface.
Par conséquent, malgré le théorème de la région, grâce à un phénomène quantique, les particules subatomiques (ainsi que la production de flashs de rayons gamma, les rayons Xe donnant naissance à la luminosité du quasar) devraient rayonner.
Ce rayonnement, connu sous le nom Rayonnement de colportagea des caractéristiques thermiques et devrait entraîner une diminution progressive de la masse du trou noir.
Le mécanisme quantique qui produit ce rayonnement est nécessaire car, à l'horizon des événements, des couples de particules et des antiparticules virtuels qui émettent normalement dans le vide des fluctuations quantiques pourraient se séparer.
Et l'un des deux pourrait tomber dans le trou noir et l'autre pourrait lui échapper, au lieu d'anéantir les deux immédiatement après le premier qu'il anéantit avec la particule relative externe au trou noir. La particule est plutôt laissée pour s'échapper et est détectable sous forme de rayonnement.
L'antiparticule correspondant s'annihilera à la place avec une particule de la matière à l'intérieur du trou noir, diminuant ainsi la masse jusqu'à ce que le SO-calé « évaporation»Compléter après environ 1066 ans.
Il n'est pas encore clair, cependant, le résultat final possible de l'évaporation d'un trou noir, même si Hawking a émis l'hypothèse que les trous noirs peuvent devenir très petits et ensuite exploser avec une force extrême.
Hawking Bari en 1975 avec son collègue Kip Thorne que Cygnus X-1 (un trou noir probable de l'étoile) n'était pas un trou noir, avec la motivation qui avait dédié la vie aux études sur des trous noirs et, s'ils n'existaient pas, au moins il aurait consolé un pari.
Le physique britannique, cependant, a décidé de se rendre lorsque, à partir de 1990, les données d'observation ont renforcé l'hypothèse de l'existence du trou noir, maintenant largement confirmé.
Le paradoxe d'information des trous noirs
Le paradoxe d'information du trou noir implique que les informations pourraient « disparaître« Une fois terminé dans un trou noir, permettant à de nombreux états physiques initiaux d'évoluer dans le même état identique.
Les particules et les corps qui se retrouvent dans un trou noir contiennent beaucoup d'informations relatives à leur état et à leur forme, mais le trou noir ne peut être décrit qu'avec quelques variables (masse, moment angulaire et charge électrique), il n'est donc pas clair si toutes les informations des particules qui se sont retrouvées dans le trou noir sont conservées à l'intérieur.
En particulier, la question cruciale est de savoir si les informations peuvent sortir, ou au contraire, elles sont détruites, tandis que le trou noir s'évapore lentement. La violation de la conservation de l'information conduirait à la violation de l'unité de la théorie qui devrait décrire la gravité quantique, considérée comme contre nature.
Ce n'était qu'une brève introduction à la figure et aux recherches effectuées par ce grand physique.
Je veux vous laisser avec une déclaration très emblématique:
« Einstein avait tort quand il a dit: » Dieu ne joue pas de dés. « La considération des trous noirs suggère non seulement que Dieu joue des dés, mais qu'il nous confond parfois en les jetant là où il ne peut pas être vu. »
