Во многих отношениях покойный астрофизик Стивен Хокинг напоминал те самые явления, которые он посвятил концептуализации, большую часть своей жизни: черные дыры. Как черная дыра, Хокинг был массивным присутствием, которое втянуло его вокруг в его личную орбиту. Там, где черные дыры собирают свет, Хокинг собирал светила - его круг интеллектуальных друзей и знакомых был таким же энергичным и ярким, как они приходят, включая физика и сценариста из Иллинойса Леонарда Млодинова, нобелиста Калтеха Кипа Торна и британского астронома Рояла Мартина Риза.
И все же, в то время как черные дыры известны тем, что разрушают и сжимают все, что может попасть в их диапазон, Хокинг всегда был удивительно креативен. Он расширил коллективное воображение человечества так, как это удалось немногим, помогая ученым и не учёным лучше понять работу вселенной. После его смерти десятки давних сотрудников Хокинга отступили от ежедневного ажиотажа исследований, чтобы отразить влияние, которое он оказал на их жизнь.
Среди его многочисленных коллабораций Хокинг оказал огромное влияние на беспрецедентный глобальный астрономический проект под названием «Телескоп горизонта событий» (EHT), разработкой которого частично руководил Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. Миссия EHT обманчиво проста: создать первое в мире изображение настоящей черной дыры. Его цель, примерно в четыре миллиона масс нашего Солнца, находится в самом сердце нашей галактики, Млечного Пути. Текущая миссия, которая включает в себя большую сеть телескопов, наблюдения которых будут составлены, охватывает десятки академических учреждений по всему миру.
На расстоянии 26 световых лет может показаться удивительным, что мы вообще можем обнаружить такой объект. Но черные дыры намного менее темны и безжизненны, чем большинство людей ожидают. «Можно подумать, что черная дыра, которая поглощает свет, не будет видна», - говорит директор EHT Шеперд Доулман. «Но на самом деле, так много газа и пыли пытаются проникнуть в него, что благодаря трению и нагреву газ вокруг черной дыры сияет с температурой в сотни миллиардов градусов. Они оказываются одними из самых ярких вещей в небе ».
Директор EHT Шеперд Доулман говорит, что Стивен Хокинг сыграл двойную роль в формировании проекта. С одной стороны, технические открытия Хокинга напоминают ученым EHT, что какими бы ни были их предубеждения о том, как будет выглядеть эта черная дыра, они должны быть готовы ко всему. «Он действительно показал некоторые оригинальные результаты, которые привели к нашему пониманию того, что черные дыры могут излучать радиацию», - говорит Доулман. «До тех пор они были теми стоками вселенной, которые были дверью с односторонним движением. И он консолидировал математику и мысли о том, что они, кажется, способны испарять и излучать всю энергию, которую они проглотили. Так что в этом смысле они становятся совершенно разными объектами ».
В то же время, макроскопический пример Хокинга, человека, которому удалось собрать основополагающие теории динамики черной дыры из-за пределов его электрической инвалидной коляски, является источником глубокого вдохновения для команды EHT. «Когда все становится сложнее, - говорит Доулман, - я думаю о таком человеке, как Стивен Хокинг, и, думаю, продолжаю». В 2016 году Хокингс прочитал первую лекцию по инициативе «Черная дыра» в Гарварде.
Как отмечает Доулман, Хокинг, пожалуй, наиболее известен тем, что математически установил существование утечки радиации в черных дырах, которую теперь в его честь называют «излучением Хокинга». Первоначально предложенный Якобом Бекенштейном, но конкретизированный и конкретизированный Хокингом в статье 1975 года, идея о том, что квантовые эффекты, вызванные огромной гравитацией черных дыр, могут на самом деле позволить некоторому выделению тепла, изменила ситуацию в этой области.
Черные дыры долгое время считались идеальными потребителями: единодушное мнение заключалось в том, что то, что происходит в черной дыре, остается в черной дыре. То, что Хокинг обнаружил, что у черных дыр могут быть температуры и они могут ускользать, означало, что они не так отрезаны от вселенной, как мы думали. Теперь мы знаем, что черные дыры, как любят говорить астрономы, являются «грязными едоками», которые всасывают газ, а затем отрывают излучение.
«Эта идея излучения черных дыр - щель в доспехах», - говорит Доулман. «Это говорит о том, что внутри черной дыры есть нечто, что может проявиться за пределами черной дыры».
Художник НАСА, изображающий изогнутую звезду, засасываемую в черную дыру. Горячий светящийся ореол мусора, очень похожий на этот, станет целью наблюдений команды телескопа Event Horizon. (Центр космических полетов имени Годдарда, НАСА) Чтобы гарантировать, что телескоп будет точно захватывать то, что он видит, независимо от того, насколько странными или нестандартными являются данные, ученая по визуализации EHT Кэти Боуман возглавляет интенсивные тесты сети и связанного с ней программного обеспечения. На данный момент EHT доказал свою надежность в создании точных составных изображений (даже в сценарии моделирования, когда объект в центре Млечного Пути выглядит точно так же, как Морозный Снеговик). В общем, команда чувствует себя уверенно в своей приспособляемости.
Другой участник EHT, физик-теоретик из Гарварда Эндрю Стромингер, имеет более личную связь с Хокингом. Стромингер, еще когда он был аспирантом Массачусетского технологического института, одним из первых среди своих сверстников признал блеск докторской диссертации Хокинга в Кембридже. Отслеживая работу Хокинга в последующие годы, Стромингер был очарован усилиями британского физика связать великие эффекты гравитационного искажения пространства-времени с мельчайшим механизмом квантовой механики - работой, которая прекрасно сочеталась с его собственными интересующими областями.
Вскоре он и Хокинг начали сотрудничать над теориями червоточин. Они встречались лицом к лицу почти каждый год в течение последних трех десятилетий, обмениваясь идеями и сотрудничая в области оригинальных исследований. Совсем недавно они разобрали так называемую «теорему об отсутствии волос», широко принятую математическую формулировку, которая, по-видимому, подразумевает, что в реальной вселенной может существовать лишь горстка базовых типов черных дыр для серии революционных работ.
То, что Хокинг и Строминджер открыли и с готовностью формализовали вплоть до момента смерти Хокинга, заключалось в том, что эта теорема, по словам Строминджера, была «точным математическим ответом на неправильный физический вопрос. И если вы тщательно зададите вопрос правильно, на самом деле существует бесконечное множество черных дыр ». Более того, он говорит, что можно избежать позорного« информационного парадокса »информации, которая навсегда теряется в черной дыре. если форма черной дыры считается уникальным отражением информации, которую она использовала.
Стромингер с любовью вспоминает недавнее академическое отступление, на котором он и Хокинг «провели несколько очень захватывающих дискуссий, которые продолжались до поздней ночи и продолжались до конца семинара. Мы продолжали, пока он не скончался ». По случаю смерти Хокинга Стромингер опубликовал обильное воспоминание о сердце, юморе и смирении 76-летнего в Scientific American, написав:« Я буду скучать по веселью почти так же, как физика. Но трудно сказать, где один начинался, а другой заканчивался ».
Доулман, который всегда считал себя и других в команде EHT последователями интеллектуальных шагов Стивена Хокинга, говорит, что его единственное сожаление состоит в том, что Хокинг не дожил до того, чтобы EHT сделал свои знаковые наблюдения. «Мне нравится думать, что он ждал некоторых результатов EHT», - говорит Доулман. «Было бы очень приятно поделиться ими с ним, и нам всем грустно, что мы не получим такой шанс. Но мы боремся с его памятью очень близко.
Стромингер также говорит, что разочарован тем, что Хокинга не будет рядом, чтобы увидеть телескоп Event Horizon и других современных потомков его идей, которые будут воплощены в жизнь. Но он с энтузиазмом относится к тому, что Хокинг будет вдохновлять будущих ученых - как Хокинг вдохновлял его - на будущие поколения.
«У Стефана страсти к жизни и к науке были неразделимы», - говорит Стромингер. «Они действительно были двумя сторонами одной медали. Он напомнил многим, что в реальности есть нечто большее, чем они сами. Он сосредоточился на том, чтобы открыть научную истину, которая является неописуемым, волнующим путешествием, чтобы попытаться понять реальность вселенной, в которой мы живем ».
