霍金号称“宇宙之王”,为什么得不了诺贝尔奖?
如今的霍金几乎是宇宙的代名词了,人们一提到霍金,就首先想到浩瀚无垠的宇宙。诚然如此,霍金的许多理论都是和宇宙有关的。那么大家就会好奇的问一句,既然霍金这么厉害,为什么却没能获得诺贝尔物理学奖呢?难道是诺奖委员会故意刁难霍金?下面我们就来看看霍金在物理上的具体贡献,你或许就明白了!(首先来一张霍老爷子的年轻帅气照)
为了客观中立,我们既不吹捧霍老爷子,也不贬低他老人家。霍金的一生提出了许多理论,但在学界有影响的也就只有两个理论:奇点理论和霍金辐射。这些理论的提出或许对你我现在的生活没有什么改观,但却是打开神秘宇宙的一道金钥匙。
要讨论霍金的奇点理论和霍金辐射,就必须先从相对论入手。1915年,爱因斯坦提出了广义相对论。人们的时空观被瞬间颠覆,原来地球绕太阳旋转并不是因为引力,而是因为太阳巨大的质量扭曲了周围的时空,迫使地球绕着太阳旋转。爱因斯坦的时空弯曲理论认为天体的质量越大,时空就越弯曲,逃离该天体所需的速度就越大。但是在相对论以前,人们没有速度极限的概念,按照牛顿的经典力学,光速并不是绝对的。即便有个天体质量无限大,光都有可能逃离出该天体。然而相对论的出世确立了光速不变和光速极限理论。这就意味着光速就是一个确切的数值,在真空中以大概每秒30万公里的速度前行。
那么这时候就可以通过引力公式算出黑洞的最低密度。我们知道,一个天体的质量和体积(密度)决定了逃离该天体的最低速度。而速度又是有上限的,那就是光速。那么宇宙中会不会有一个质量和体积比例很大的天体,导致了逃离该天体所需的速度大于光速呢?这就是黑洞,因为黑洞的密度决定了逃离黑洞所需的速度大于光速,这样连光都逃离不出去了,所以在视界以外看来就是黑的。霍金的奇点理论还预言了,黑洞中心必然是一个体积无限小,时空曲率无限大的奇点!
可以看出来,霍金的奇点理论是基于广义相对论做出来的数学推算。所以这个基石不属于霍金,那是属于爱因斯坦。
霍金之后发现黑洞并不符合量子力学的不确定原理,为了使其符合量子力学的基本原理,以符合能量守恒。于是认为黑洞会释放出一些虚粒子。此后的霍金也通过数学推算出来了霍金辐射的存在的可能。但目前依旧没有观测出霍金辐射,那仅仅只是一种理论预言罢了!
我们可以看出来,霍金的奇点理论是建立在相对论的基础上的,而“霍金辐射”又是建立在相对论和量子力学的基础上的。所以霍金只是在前人奠定的理论大厦上缝缝补补了而已。而且霍金的奇点理论和霍金辐射,目前都没有技术手段观测到,所以目前并不能用观测事实来证实可靠性。 所以霍老爷子还并不能获得诺贝尔奖!
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