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摘要：Flickr/NASA总部照片）史蒂芬霍金，物理学家谁重写了宇宙和掠过从黑洞的热边界区域增强粒子，今天满76。除了是一个世界著名的宇宙学家，霍金已经成为某种流行文化的图标。他是一个引人注目的人物：一个天才蜷缩在一个很大程度上被肌萎缩侧索硬化症固定住的身体里。他由一个先进的轮椅支撑，并通过一个罕见的专门系统与世界交流，该系统将他面颊上的一块肌肉的运动转化为语言。
史蒂芬霍金，物理学家谁重写了宇宙和掠过从黑洞的热边界区域增强粒子，今天（1月8日）满76。
除了是一个世界著名的宇宙学家，霍金已经成为某种流行文化的图标。他是一个引人注目的人物：一个天才蜷缩在一个很大程度上被肌萎缩侧索硬化症（ALS）固定住的身体里。他由一个先进的轮椅支撑，并通过一个罕见的专门系统与世界交流，该系统将他面颊上的一块肌肉的运动转化为语言。在那种模式下，他出现在“星际迷航：下一代，“辛普森一家”和“大爆炸理论”。
但是霍金最持久的遗产将是作为20世纪后半叶最重要的物理学家的一位研究者，他将阿尔伯特·爱因斯坦和沃纳·海森堡这样的人物的早期作品结合在一起，形成了一种接近一致的解释宇宙的行为。[我们从史蒂芬·霍金的书中了解到的8件令人震惊的事情]
“我们过去有一个奇点”没有一个好的天才故事是从一个爆炸开始的，所以霍金的第一个伟大成就也应该是他在剑桥大学的博士论文。
霍金的论文，于1966年获得批准，提出了一个戏剧性的论点：整个宇宙开始是一个单一的点，无限小和密度，并蜷缩在自己身上-一个点在一切的开始。或者，正如他后来简洁地写道：“我们的过去有一个奇点。”
这是对大爆炸的第一次描述，正如今天人们通常理解的那样：一个在遥远的时间里突然进入我们现代的无限小的点，霍金在他的2005次演讲“宇宙起源”中所描述的“膨胀的宇宙”，“霍金”，他的论文是在科学家们看到宇宙的广阔空间，星系间的相互作用不断扩大的时候出现的。但他们不知道为什么。一些物理学家提出了大爆炸概念的弱版本，减去奇点。但是另一个叫做稳态宇宙的理论是占主导地位的。“KdSPE”“KDSPs”“当星系分开时，”Hawking说到稳定的宇宙，“这个想法是新的星系将从被认为是在宇宙中不断创造的物质中形成。宇宙永远都会存在，而且在任何时候都是一样的。“换句话说，许多科学家认为宇宙在膨胀，但在某种程度上说，它并没有开始和结束。”生物学家Kitty Ferguson在他的书《Stephen Hawking：无羁绊的心灵》中写道：“KDSPE”。2012年），霍金在1963年21岁被诊断为ALS后的几个月里一直在与抑郁症作斗争，如果这种精神疾病持续存在，他可能永远不会发表论文。但他的沮丧情绪消退了，因为很明显，他已经超出了人们的期望，当他被授予剑桥大学研究生管理规则的例外时，允许他娶他的第一任妻子简·王尔德，根据弗格森的说法，
在他到达博士论文主题之前的那段时间里，霍金报道他对研究人员忙于工作的方式感到沮丧，他认为这些工作最终是微不足道的。
“人们很高兴找到（爱因斯坦）场方程的任何解；他们没有问它有什么物理意义，如果有的话，”他后来在2002年的生日演讲中说。
的沮丧导致他第一次与恶名擦肩而过。正如弗格森所述，霍金于1964年6月旅行，听取了著名天文学家、稳态宇宙理论倡导者弗雷德·霍伊尔的演讲。在演讲中，霍金变得非常沮丧，他靠着拐杖站起身来挑战霍伊尔的一项成果。[天才肖像：史蒂芬霍金展出照片]
“一个惊讶的霍伊尔问霍金他怎么可能判断“结果是对是错，”弗格森写道福格森写道，霍金回答说，他已经“解决了这个问题”，
给听众留下了深刻的印象，霍伊尔被这个不知名的研究生“激怒了”，他在讲座中似乎撕碎了教授的研究成果。（事实上，霍金早在讲座前就和霍伊尔的一个学生交上了朋友，并开始攻击这个想法。）
不久，弗格森写道，霍金学习了数学家罗杰彭罗斯发展的宇宙学理论：奇点，广义相对论中理论化的无限密度和时空曲率点，实际上可能出现在足够大的恒星自毁时。弗格森写道：“在现实生活中，爱因斯坦的相对论有8种不同的理解方式，”
“Hawking就是从那里起飞的，它改变了时间的方向，并考虑了如果一个无限密度和无限曲率的时空点——一个奇点——向外爆炸并膨胀会发生什么。”。假设宇宙就是这样开始的。假设时空，蜷缩在一个微小的、无量纲的点上，在我们所称的大爆炸中爆炸，然后膨胀，直到它看起来像今天这样。可能是那样的吗？一定是那样发生的吗？”
霍金开始工作，用有力的支持计算支持他的推测。基于这些计算，他的博士论文于1966年获得批准。这些计算，以及随后与彭罗斯合作的后续研究，奠定了科学家对大爆炸的现代理解的基础。同时，“KdSPE”“KDSPs”，稳态宇宙理论的某些关键预测开始失败，实验测试，巩固霍金作为早期宇宙真实历史发现者的地位。
黑洞爆炸“如果霍金在他的职业生涯中唯一的成就是发现了宇宙的历史形状，那么他仍然是一个巨人——就像罗莎琳德富兰克林（Rosalind Franklin）和尼古拉斯哥白尼（Nicolaus Copernicus）一样，前者发现了DNA的双螺旋形状，后者首次提出了太阳系的日心模型。但这仅仅是霍金两项决定性成就中的第一项。
第二项，霍金辐射，需要对两件事有一点了解：黑洞和空旷空间的量子力学。
第一项，关于黑洞：黑洞是一颗自毁的恒星，在引力作用下变得如此强烈以至于即使是光也无法从其中心周围的区域逃逸。在这一点之上，即所谓的事件视界，时空是如此弯曲，以至于所有落在裹尸布后面的东西都将永远消失。根据20世纪70年代早期的这种理解，黑洞从不发光，从不收缩，从不失去质量；它只获得质量，并将更多的空间吸引到它的覆盖区域。
第二，量子力学：在霍金的职业生涯中，科学家们早就知道海森堡的不确定性原理意味着空旷的空间并不是真的空旷的。相反，它与“虚拟”的粒子-物质-反物质对一起出现，分离，然后相互碰撞，并在一段时间内湮灭，时间太短，无法测量。（科学家们争辩到今天，这些虚拟粒子是否真的存在或出现在量子方程式中，因为它们的古怪、概率性质。）1973年末的“KDSPE”“KDSPs”，史蒂芬和Jane Hawking在波兰华沙参加了一系列讲座，庆祝哥白尼的第五百岁生日，弗格森写道。在那里，霍金遇到了两位苏联物理学家，雅科夫·鲍里索维奇·泽尔·多维奇和他的学生亚历克谢·亚历山德罗维奇·斯塔罗宾斯基，他们证明了旋转黑洞的能量会在其视界之外产生粒子。Zel'dovich和Starobinsky在他们的演讲中说，这些粒子会冲向太空，在它们移动的过程中会削弱黑洞的一些自旋。最后，泽尔多维奇和斯塔罗宾斯基说，黑洞弗格森写道：
这个想法一直萦绕在霍金的脑海中，他回到剑桥，重复并完善了泽尔多维奇和斯塔罗宾西的计算 ... 。但是当他第一次尝试他们的结果时，一些新的发现出现了。
“我发现，令我惊讶和恼怒的是，即使是不旋转的黑洞也应该以稳定的速率产生和发射粒子，”他后来在1988年的书《时间简史》中写道，[最好的科学书籍]
这里是为什么，正如他在这本书中所解释的：“KdSPE”“KdSPS”如果黑洞存在于空间中并且定义了事件视界，并且如果空间与虚拟的“自湮灭粒子对”不断地旋转，那么有时这些粒子必须在黑洞的活动视界边缘出现。事实上，这些粒子对中的一些必须完美地定位在一个负质量反物质粒子分离到事件视界的一侧和另一个正质量物质粒子分离到另一侧上。事实上，霍金意识到，如果他们分开的话，就不会被消灭。这意味着能量和质量的粒子似乎会从黑洞的视界表面流出。在1974年发表在《自然》杂志上的一篇题为《黑洞爆炸？》的论文中，霍金辐射被称为“黑洞爆炸？”
霍金辐射深刻地改变了物理学家理解宇宙的方式。在霍金意识到这一点之前，科学家们相信任何物质或能量在黑洞中的损失都会永远从更广阔的宇宙中消失，黑洞的活动视界就像是一堵墙，宇宙中的某些物质永远不会从那里回来。
，但霍金的发现表明，随着时间的推移，黑洞的衰变会越来越快。对于每一个从视界表面流进更广阔宇宙的正粒子，一个负能量和负质量的负粒子将回到视界之外的空间，从而减少被锁在那里的总质量和总能量。随着时间的推移，这个过程会导致黑洞缩小。当它们收缩时，它们会随着霍金辐射变得更加活跃，收缩得更快。
霍金预言宇宙中一定含有“原始黑洞”，这些黑洞不是从坍塌的恒星中出现的，而是从早期宇宙的极端压力中出现的。他推断，这些黑洞在过去的数十亿年里会大大缩小，它们的小视界会产生霍金辐射的强大射线。
“这些黑洞几乎不值得称为黑洞：它们真的是白热的，”他在《时间简史》中写道。
最终，霍金决定，他们会爆炸。
霍金开始分享这个想法，弗格森在“一个不受约束的头脑”中写道，他的同龄人接受它要么辉煌或异端。当彭罗斯听到耳语时，他打 ... 给霍金，就在这位物理学家坐下来吃1974年生日晚餐的时候，他祝贺霍金这么久，以至于他的晚餐都凉了。但几个月后，在霍金提出他的建议的研讨会上，主持人站起来宣布这是“完全的垃圾”。今天，
被认为是一个基本的科学事实。
超越黑洞在“黑洞爆炸”后的45年里霍金继续发表研究报告，从宇宙的基础中汲取教训，包括攻击他自己早期贡献的观点。（例如，参见《自然》杂志2014年的标题“史蒂芬·霍金：没有黑洞”。
霍金在他后来的科学传播生涯中变得最为著名。他继1988年的经典著作《时间简史》之后，又出版了10部科普著作和一本回忆录，名为《我的简史》（R
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