La fama y el matrimonio de Hawking
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La fama y el matrimonio de Hawking
Shi Yu
El trabajo de investigación de Hawking también ha mejorado gradualmente.
Hoyle y su alumno Jayant Narlikar propusieron una teoría de la gravedad para el universo en estado estacionario. Hawking estudió las propiedades de esta teoría y descubrió que no se aplicaba al universo en expansión. Este se convirtió en su primer esfuerzo de investigación. De ahí surgió el tema de su tesis doctoral: la naturaleza del universo en expansión.
Roger Penrose, que en ese momento enseñaba en el Birkbeck College de Londres, demostró en condiciones muy amplias que existe una singularidad universal en el colapso gravitacional, es decir, un punto donde la densidad y la curvatura del espacio-tiempo son infinitos. Aquí falla la relatividad general. Hawking aplicó esto a la expansión del universo y demostró que la expansión del universo comenzó en una singularidad. Esto se convirtió en otra parte de la tesis doctoral de Hawking.
En 1965, la cosmología del Big Bang básicamente había derrotado a la cosmología del estado estacionario, y una base clave era la radiación cósmica de fondo de microondas. Summer y sus alumnos eligieron el campamento de Big Bang y Hawking agradeció no ser alumno de Hoyle.
En verano, Hawking se graduó con su doctorado y fue admitido como investigador en el Gonville and Caius College de Cambridge. Ha sido miembro de la academia desde entonces, cuando su presidente era el físico Nevill Mott, quien pronto fue reemplazado por Joseph Needham.
La Universidad de Cambridge tiene varios departamentos y 31 facultades autónomas que no están afiliadas a los departamentos. Cada estudiante pertenece a una facultad, y los estudiantes e investigadores de la misma facultad pueden pertenecer a diferentes departamentos. Hawking perteneció al Trinity Hall durante sus años de posgrado. Hay puestos de investigador en la universidad, algunos de los cuales son pagados por la universidad y realizan investigaciones en el departamento. Los investigadores jóvenes equivalen a becarios postdoctorales sin un mentor fijo.
En julio, Hawking y Jane se casaron. Posteriormente tuvieron tres hijos, nacidos en 1967, 1970 y 1979. Cuando el autor trabajaba en Cambridge, una vez visité la casa de un amigo en Little St. Mary's Lane y descubrí que esa casa era la casa donde Hawking y su esposa vivieron durante mucho tiempo después de su matrimonio.
Stephen Hawking y Jane
Hawking poco a poco se fue haciendo famoso entre sus compañeros.
Él y Penrose demostraron que en una gran clase de modelos cosmológicos de Friedmann descritos por la relatividad general, las singularidades son inevitables, por lo que en la teoría clásica, el Big Bang se originó a partir de singularidades. El supuesto básico de la cosmología de Friedmann es que el universo es homogéneo e isotrópico a gran escala.
Entonces Hawking se dedicó a estudiar los agujeros negros. Propuso el concepto de agujeros negros primordiales, que son agujeros negros del tamaño de un protón creados temprano en el Big Bang, en lugar de formarse por la muerte y el colapso de estrellas. En 1970, Hawking propuso el teorema de la no disminución del área del horizonte del agujero negro, lo que significa que el área del horizonte del agujero negro no disminuirá. El horizonte de sucesos se refiere a un límite fuera de un agujero negro, dentro del cual nada puede cruzar fuera de este límite. En 1972, Hawking también demostró que las soluciones estacionarias de las ecuaciones de Einstein con horizontes suaves deben ser axialmente simétricas.
En 1973, Hawking, James Bardeen y Brandon Carter propusieron las Cuatro Leyes de la Dinámica de los Agujeros Negros, que mostraban desde cuatro aspectos que el área del horizonte del agujero negro es similar a la entropía termodinámica.
La ley cero de los agujeros negros: la gravedad superficial en el horizonte de sucesos de un agujero negro estacionario es una constante.
Esto es similar a la ley cero de la termodinámica: la temperatura de un objeto en equilibrio térmico es una constante.
La primera ley de los agujeros negros: El cambio de energía de un agujero negro es igual a la gravedad superficial multiplicada por el cambio de área, dividido por 8π, más la velocidad angular multiplicada por el cambio de momento angular, más el potencial electrostático. veces el cambio de carga.
Esto es similar a la primera ley de la termodinámica: la gravedad superficial es similar a la temperatura y el área es similar a la entropía, el grado de desorden.
La segunda ley de los agujeros negros es el teorema de que el área del horizonte del agujero negro no disminuye.
Esto es similar a la segunda ley de la termodinámica: la entropía de un sistema aislado nunca disminuye.
La tercera ley de los agujeros negros: la gravedad superficial no puede desaparecer.
Esto es similar a la tercera ley de la termodinámica: en el cero absoluto, la entropía se acerca a cero.
Cómo citar este artículo
Shi Yu, Why Hawking is Immortal, Intellectuals, 15 de marzo de 2018; In Memory of Hawking, Science, 70 (3): 25-28; Hawking Science and life, en: "Hawking and the Exploration of Black Holes", editado por Qiu Chengtong y otros, Higher Education Press
Typesetting丨Daodao
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