霍金的贡献有哪些?

如题所述

1、1970年:奇性定理         

2、1971-1972年:黑洞定理     

3、80年代初:无边界宇宙理论

4、1974-1975年:黑洞如何消失     

5、1982年:星系如何出现     

6、1983年:宇宙波函数

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日至2018年3月14日),男,出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

1963年,霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。

2012年4月6日播出的热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演参与了客串。2017年为英国BBC录制纪录片《探索新地球》。 物理学家斯蒂芬·霍金11月6日表示,技术有望逆转工业化对地球造成的一些危害,有助于消除疾病和贫困,但人工智能需要加以控制。 2017年11月,霍金预言2600年能源消耗增加,地球或将变成“火球”。

2018年3月14日,霍金逝世,享年76岁。霍金逝世后,引发全球各界悼念

1、1970年:奇性定理    

霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论,他发现在很一般的条件下,空间和时间一定存在奇点,时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。伦敦伯克贝克学院的罗杰•彭罗斯(Roger Penrose)证实,奇点确实会在黑洞中形成。后来,彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中,并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点,这就是宇宙大爆炸。霍金与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。     

2、1971-1972年:黑洞定理     

黑洞有自己的一套定理,反映更熟悉的热力学定理。霍金提出第二定理,其中规定,黑洞的总表面面积永远不会变小,至少在目前的古典物理学方面。又称霍金的黑洞面积定理,这为物理学家提出了一个谜题。该定理暗示黑洞是热的,否定了古典物理学所认为的黑洞不辐射热量的说法。霍金还证明了黑洞“无毛”定理:无论什么样的黑洞,其最终性质仅由三个物理量(质量、角动量、电荷)惟一确定。即当黑洞形成之后,只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量,其他一切信息(“毛发”)都丧失了,黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质,对前身物质的形状或成分都没有记忆。   

3、80年代初:无边界宇宙理论

霍金认为,时空是有限而无界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定。这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去。上帝便成了无所事事的“造物主”,它再也无力去创造奇迹。亚里士多德、奥古斯丁、牛顿等人曾在宇宙中为上帝杜撰的那个关于“第一推动”的神话,完全是虚幻的。量子宇宙学的主要预言之一是关于宇宙结构的起源。若干年前,宇宙背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察证实了这个预言。

4、1974-1975年:黑洞如何消失     

物理学家曾经认为,没有任何东西可以逃脱黑洞。霍金根据量子理论认为,黑洞应该能够放出热量,并最终消失。这个过程对于正常的黑洞来说是缓慢的。与太阳同等质量的黑洞将花费更长的时间蒸发。但质量较小的黑洞蒸发得更快,它们在临近生命的末期将以惊人的速度释放热量。在最后的十分之一秒,黑洞可能爆发与一百万个百万吨级的氢弹爆炸相同的能量。     

5、1982年:星系如何出现     

宇宙学一个流行的理论认为,宇宙大爆炸后不久经历了一个快速通胀期。霍金是其中一位首次证明量子如何涨落的科学家。量子涨落,即物质分布的微小变化,在快速通胀期可能会加速宇宙中星系的传播。开始有一些微小差别的物质在引力的作用下聚集在一起,成长为现在所看到的宇宙结构。     

6、1983年:宇宙波函数     

霍金将他的大部分时间花费在试图建立一个引力量子理论。但在1983年与芝加哥大学的吉姆•哈特(Jim Hartle)合作时,他开始将欧几里德(Euclidean)量子引力的观点应用在黑洞理论方面,他们共同提出,“宇宙波函数”从理论上讲,可以用来计算所看到的宇宙特性。

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第1个回答  2020-11-02
第2个回答  2019-05-08
第3个回答  2022-12-02

一、科学方面。

霍金的研究领域是引力与黑洞,他主要有两个贡献:奇点定理(1970)与霍金辐射(1972)。

奇点定理:在广义相对论中, 对奇点的研究是一个重要的课题, 它既是能量条件最早的应用之一, 也是全局方法在广义相对论中初试锋芒的范例。 

霍金辐射:霍金辐射(Hawking Radiation)是解释有关黑洞热力学性能的理论预测,要旨在于黑洞会放出黑体辐射,由斯蒂芬·威廉·霍金在1972年建立数学模型。

二、科普方面。

霍金作为当代理论物理的代言人,对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。这一点应该无人能出其左右。霍金在科学界的名气一部分也来自于科普到科学的“出口转内销”。霍金在公众眼里的巨大名气当然算是他对物理学(甚至科学)的贡献,至少一些少年因为受到霍金感召而报考了物理系。

扩展资料:

成年经历

霍金毕业于牛津大学(University of Oxford)和剑桥大学(Uni versity of Cambridge),并获剑桥大学博士学位。

1959年17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学,用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学。

1963年,21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病。当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,可他一直坚强地活了下来。

1965年,23岁时他取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作。

1973年,他考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。

黑洞辐射或霍金辐射(包括de Sitter空间中的霍金辐射)的发现具有极其基本的意义,它将广义相对论、量子场论和热力学统一在一起,其为弯曲时空中的量子场论。1973年以后,他的研究转向了量子引力论。

1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了能解决宇宙第一推动问题的无边界条件。2004年7月,他承认了自己原来的“黑洞悖论”观点是错误的。《时间简史》的副题是从大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金认为他一生的贡献是在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大。

但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙空间正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了。

1985年,他因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。

参考资料:百度百科-斯蒂芬·威廉·霍金

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