आम आदमी के लिए, हमारा ग्रह पृथ्वी अक्सर शांत और चिंतनशील लगता है। कभी-कभी स्थिरता, गतिहीनता का भी आभास बन जाता है। ब्रिटिश वैज्ञानिक स्टीफन हॉकिंग घटनाओं और वस्तुओं को बहुत गहराई से देखते हैं। "समय का इतिहास" - एक दोस्ताना और सरल (सूत्रों के बिना) में उनके दो बेस्टसेलर पाठकों को खगोल भौतिकी के मौलिक प्रावधानों से परिचित कराते हैं और

पुस्तक की शुरुआत में, कछुओं (विडंबना) पर चढ़े हुए टॉवर के रूप में पृथ्वी के बारे में पढ़ने के बाद, अंत में हम एक अलग तस्वीर देखते हैं: एक विशाल गेंद अपनी धुरी के चारों ओर 1.5 हजार किमी / घंटा की गति से घूमती है और भागती है सूर्य के चारों ओर 100,000 किमी/घंटा की गति से कक्षा में। और यह सब एक गैर-रैखिक, परिवर्तनशील स्थान और समय में होता है!

पुस्तक 1. "समय का एक संक्षिप्त इतिहास"

1988 में, " लघु कथासमय।" इसके लेखक विविध प्रकार के पाठकों को ब्रह्मांड पर आधुनिक खगोल भौतिकी के विचारों से परिचित कराते हैं। वह लोगों की कल्पना को जगाने, उनकी रुचि जगाने में कामयाब रहे।

क्या समय वास्तविक है? कौन सी वैश्विक प्रक्रियाएं ब्रह्मांड को आगे बढ़ाती हैं? क्या भूत और भविष्य जुड़े हुए हैं? धीरे-धीरे, पुस्तक के तीन शब्दार्थ भागों में, वे लिखते हैं: पहला - आइंस्टीन के सिद्धांत से पहले ज्योतिषीय विचारों के बारे में, फिर - आइंस्टीन के सामान्य सिद्धांत के अनुरूप सामान्यीकरण, और अंत में - सूक्ष्म सिद्धांत इस प्रकार है, अर्थात् -

धीरे-धीरे अपने अमूर्तता के स्तर को बढ़ाते हुए, पुस्तक " सबसे छोटा इतिहाससमय।" हालांकि, स्टीफन हॉकिंग ने आम पाठक को समझने के लिए आवश्यक लोकप्रिय शैली को बनाए रखा है। वे हमारे रोजमर्रा के जीवन के लिए असामान्य चीजों की स्पष्ट व्याख्या देते हैं: अंतरिक्ष की वक्रता, प्रकाश की किरणों की वक्रता, विस्तारित ब्रह्मांड। वैज्ञानिक के विचार मौलिक हैं, और साथ ही समझने योग्य भी हैं। वह लगातार हमें इस निष्कर्ष पर ले जाता है कि ब्रह्मांड मौजूद है और समय के तीर के सिद्धांत के अनुसार विकसित होता है (विकास की दिशा जो एन्ट्रापी में निरंतर वृद्धि सुनिश्चित करती है)।

पुस्तक 2. "समय का सबसे छोटा इतिहास"

2005 में, वैज्ञानिक ने लिखा नयी नौकरी- "समय का सबसे छोटा इतिहास।" स्टीफन हॉकिंग इस विशाल और रोमांचक पुस्तक में "ब्रह्मांड के तंत्र" के बारे में भी बात करते हैं।

क्या वह एक साधारण "अगली कड़ी" लिख रही थी? नहीं! आखिरकार, ठीक एक दिन पहले, 2004 में, इसके लेखक ने "ब्लैक होल" के मूल सिद्धांत के सिद्धांतों को बदलते हुए, खगोल भौतिकी में एक क्रांति की (विलुप्त सितारे सीमा तक संकुचित - विलक्षणता)। इसलिए वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तुत दुनिया का मॉडल भी बदल गया है। पिछली पुस्तक की तुलना में एक नए तरीके से, अध्याय बिग बैंग, ब्लैक होल के बारे में है, और ब्लैक होल की संरचना को भी "समय का सबसे छोटा इतिहास" द्वारा एक अलग तरीके से दिखाया गया है। (स्टीफन हॉकिंग ने गणितीय समीकरणों के साथ साबित किया कि ब्लैक होल का घटना क्षितिज बहुत व्यापक है और इसमें एक एन्ट्रॉपी है जो विकिरण में प्रकट होती है।) सामग्री की प्रस्तुति में न केवल पिछली पुस्तक के विचार शामिल थे, बल्कि सिद्धांत को भी काफी समृद्ध किया गया था। अंतरिक्ष और समय के बीच संबंध के बारे में। यहां आप COBE उपग्रह और हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए वैज्ञानिक प्रयोगों का सारांश पा सकते हैं। "स्ट्रिंग थ्योरी" का काफी स्पष्ट रूप से खुलासा किया गया है, जिसका मूल्य एक अत्यंत व्यापक सामान्यीकरण में माना जाता है: एक ही बार में सभी प्राथमिक कणों को चिह्नित करने के लिए। एक समझने योग्य स्तर पर, गणितीय मॉडलिंग (तरंग-कण द्वैत का सिद्धांत) के नवीनतम निष्कर्ष दिखाए जाते हैं।

निष्कर्ष

वह कौन है - स्टीफन हॉकिंग? खगोल भौतिकी के प्रोफेसर, तीन बच्चों के पिता। उनका सिद्धांत क्वांटम भौतिकी में एक सफलता थी। आदरणीय पंडित उन्हें इस क्षेत्र में "नंबर एक" मानते हैं। और स्टीफन हॉकिंग लगभग 20 वर्षों से अधिक समय से गतिहीन हैं। इसके अलावा, एमियोट्रोफिक स्केलेरोसिस लगातार प्रगति कर रहा है। इसके अलावा, निमोनिया के बाद एक जटिलता के कारण, श्वासनली का हिस्सा उससे हटा दिया गया था, जो वैज्ञानिक को बोलने के अवसर से पूरी तरह से वंचित करता है। वह कैम्ब्रिज की यात्रा करता है व्हीलचेयरबैटरी के साथ। उसका दिमाग शक्तिशाली और व्यवस्थित रूप से काम करता है। संवेदनशील सेंसर की मदद से, कंप्यूटर का उपयोग करते हुए, प्रोफेसर वाक्यांशों में टाइप करते हैं जिन्हें तब अंतर्निहित कुर्सी द्वारा आवाज दी जाती है। उनका सारा जीवन, ये ऐसे विचार हैं जो दूसरों के लिए अमूर्त हैं, लेकिन कंप्यूटर द्वारा समझ में आते हैं, और उनकी विशद अभिव्यक्ति "समय का सबसे छोटा इतिहास" पुस्तक है। स्टीफन हॉकिंग ब्रिटेन के सबसे सम्मानित लोगों में से एक हैं। अधिक सटीक रूप से, वह विश्व रग्बी चैंपियन विल्किंसन और फुटबॉल खिलाड़ी बेकहम के बाद तीसरे स्थान पर हैं। इस आदमी का साहस और बुद्धिमत्ता वाकई काबिले तारीफ है।

स्टीफन हॉकिंग, लियोनार्ड म्लोडिनोव

समय का सबसे छोटा इतिहास

प्रस्तावना

केवल चार अक्षर इस पुस्तक के शीर्षक को उस शीर्षक से अलग करते हैं जो पहली बार 1988 में प्रकाशित हुआ था। समय का एक संक्षिप्त इतिहास संडे टाइम्स की बेस्टसेलर सूची में 237 सप्ताह तक बना रहा, और हमारे ग्रह के प्रत्येक 750 वें निवासी, वयस्क या बच्चे ने इसे खरीदा। आधुनिक भौतिकी में सबसे कठिन समस्याओं से निपटने वाली पुस्तक के लिए एक उल्लेखनीय सफलता। हालांकि, ये न केवल सबसे कठिन हैं, बल्कि सबसे रोमांचक समस्याएं भी हैं, क्योंकि वे हमें मूलभूत प्रश्नों से संबोधित करते हैं: हम वास्तव में ब्रह्मांड के बारे में क्या जानते हैं, हमने यह ज्ञान कैसे प्राप्त किया, ब्रह्मांड कहां से आया और कहां है जा रहा है? ये प्रश्न ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम का मुख्य विषय बने और इस पुस्तक का फोकस बने। ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम के प्रकाशन के एक साल बाद, दुनिया भर के सभी उम्र और व्यवसायों के पाठकों से प्रतिक्रियाएं आने लगीं। उनमें से कई ने प्रकाश देखने की इच्छा व्यक्त की एक नया संस्करणएक किताब, जो समय के संक्षिप्त इतिहास के सार को बनाए रखते हुए, सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं को सरल और अधिक मनोरंजक तरीके से समझाएगी। हालांकि कुछ लोगों को लगता था कि यह समय का एक लंबा इतिहास होगा, पाठकों की प्रतिक्रिया अचूक थी: उनमें से बहुत कम लोग ऐसे विशाल ग्रंथ से परिचित होने के लिए उत्सुक हैं जो ब्रह्मांड विज्ञान में विश्वविद्यालय के पाठ्यक्रम के स्तर पर विषय को निर्धारित करता है। इसलिए, द ब्रीफेस्ट हिस्ट्री ऑफ टाइम पर काम करते हुए, हमने पहली पुस्तक के मौलिक सार को बरकरार रखा और यहां तक ​​कि विस्तार किया, लेकिन साथ ही साथ इसकी मात्रा और प्रस्तुति की पहुंच को अपरिवर्तित छोड़ने की कोशिश की। यह वास्तव में है कम से कमइतिहास, चूंकि हमने कुछ विशुद्ध रूप से तकनीकी पहलुओं को छोड़ दिया है, हालांकि, जैसा कि हमें लगता है, यह अंतर उस सामग्री के गहन उपचार से अधिक है जो वास्तव में पुस्तक का मूल है।

हमने जानकारी को अद्यतन करने और पुस्तक में नवीनतम सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक डेटा शामिल करने का अवसर भी लिया। समय का सबसे छोटा इतिहास उस प्रगति का वर्णन करता है जो हाल के दिनों में एक पूर्ण एकीकृत सिद्धांत की दिशा में हुई है। विशेष रूप से, यह स्ट्रिंग सिद्धांत, तरंग-कण द्वैत के नवीनतम प्रावधानों से संबंधित है, और विभिन्न भौतिक सिद्धांतों के बीच संबंध को प्रकट करता है, यह दर्शाता है कि एक एकीकृत सिद्धांत मौजूद है। जहां तक ​​व्यावहारिक शोध का सवाल है, पुस्तक में हाल ही में प्राप्त टिप्पणियों के महत्वपूर्ण परिणाम हैं, विशेष रूप से, COBE (कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर) उपग्रह और हबल स्पेस टेलीस्कोप की मदद से।

अध्याय प्रथम

ब्रह्मांड के बारे में सोचना

हम एक अजीब और अद्भुत ब्रह्मांड में रहते हैं। उसकी उम्र, आकार, रोष और यहां तक ​​कि सुंदरता की सराहना करने के लिए असाधारण कल्पना की आवश्यकता होती है। इस असीम ब्रह्मांड में लोगों द्वारा कब्जा किया गया स्थान महत्वहीन लग सकता है। और फिर भी हम यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि यह पूरी दुनिया कैसे काम करती है और हम इंसान इसमें कैसे दिखते हैं।

कई दशक पहले, एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक (कुछ का कहना है कि यह बर्ट्रेंड रसेल था) ने खगोल विज्ञान पर एक सार्वजनिक व्याख्यान दिया था। उन्होंने कहा कि पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, और बदले में, यह हमारी आकाशगंगा नामक एक विशाल तारा प्रणाली के केंद्र के चारों ओर घूमती है। व्याख्यान के अंत में, पीछे बैठी एक छोटी बूढ़ी औरत उठ खड़ी हुई और बोली:

आप हमें यहां पूरी बकवास बता रहे हैं। वास्तव में, दुनिया एक विशाल कछुए की पीठ पर टिकी हुई एक सपाट पटिया है।

श्रेष्ठता की भावना से मुस्कुराते हुए वैज्ञानिक ने पूछा:

कछुआ किस पर खड़ा है?

तुम बहुत होशियार युवक हो, बहुत, ”बूढ़ी औरत ने उत्तर दिया। - वह एक और कछुए पर खड़ी है, और इसी तरह, एड इनफिनिटम!

आज, अधिकांश लोगों को ब्रह्मांड की यह तस्वीर, कछुओं की यह कभी न खत्म होने वाली मीनार, बहुत मज़ेदार लगेगी। लेकिन क्या हमें लगता है कि हम और अधिक जानते हैं?

एक पल के लिए भूल जाओ कि तुम क्या जानते हो - या लगता है कि तुम जानते हो - अंतरिक्ष के बारे में। रात के आसमान में टकटकी लगाए। ये सभी चमकदार बिंदु आपको क्या लगते हैं? शायद यह छोटी रोशनी है? हमारे लिए यह अनुमान लगाना कठिन है कि वे वास्तव में क्या हैं, क्योंकि यह वास्तविकता हमारे दैनिक अनुभव से बहुत दूर है।

यदि आप अक्सर रात के आकाश को देखते हैं, तो आपने शायद गोधूलि में क्षितिज के ठीक ऊपर प्रकाश की एक झलक देखी होगी। यह बुध ग्रह है, जो हमसे बहुत अलग ग्रह है। बुध पर एक दिन अपने वर्ष के दो-तिहाई समय तक रहता है। धूप की ओर, तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, और रात के अंधेरे में यह लगभग -200 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है।

लेकिन बुध हमारे ग्रह से कितना भी अलग क्यों न हो, एक साधारण तारे की कल्पना करना और भी मुश्किल है - एक विशाल नरक जो हर सेकंड लाखों टन पदार्थ को जलाता है और केंद्र में लाखों डिग्री तक गर्म होता है।

एक और चीज जो मेरे सिर को चारों ओर लपेटना मुश्किल है, वह है ग्रहों और सितारों की दूरी। प्राचीन चीनियों ने उन्हें करीब से देखने के लिए पत्थर की मीनारें बनाईं। यह विश्वास करना काफी स्वाभाविक है कि तारे और ग्रह वास्तव में जितने हैं, उससे कहीं अधिक करीब हैं, क्योंकि में रोजमर्रा की जिंदगीहम कभी भी विशाल ब्रह्मांडीय दूरियों के संपर्क में नहीं आते हैं।

ये दूरियां इतनी अधिक हैं कि इन्हें सामान्य इकाइयों - मीटर या किलोमीटर में व्यक्त करने का कोई मतलब नहीं है। इसके बजाय प्रकाश वर्ष का उपयोग किया जाता है (एक प्रकाश वर्ष वह पथ है जो प्रकाश एक वर्ष में यात्रा करता है)। एक सेकंड में प्रकाश की किरण 300,000 किलोमीटर की यात्रा करती है, इसलिए एक प्रकाश वर्ष बहुत लंबी दूरी है। हमसे (सूर्य के बाद) निकटतम तारा - प्रॉक्सिमा सेंटॉरी - लगभग चार प्रकाश वर्ष दूर है। यह इतनी दूर है कि वर्तमान में सबसे तेज़ डिज़ाइन किया जा रहा है अंतरिक्ष यानलगभग दस हजार वर्षों तक इसके लिए उड़ान भरेंगे। प्राचीन काल में भी, लोगों ने ब्रह्मांड की प्रकृति को समझने की कोशिश की, लेकिन उनके पास वह संभावनाएं नहीं थीं जो आधुनिक विज्ञान, विशेष रूप से गणित में, खुलती हैं। आज हमारे पास शक्तिशाली उपकरण हैं: मानसिक, जैसे गणित और वैज्ञानिक विधिज्ञान, और तकनीकी वाले, जैसे कंप्यूटर और दूरबीन। इनकी मदद से वैज्ञानिकों ने एक साथ अंतरिक्ष के बारे में भारी मात्रा में जानकारी जुटाई है। लेकिन हम वास्तव में ब्रह्मांड के बारे में क्या जानते हैं, और हम इसे कैसे जानते हैं? वह कहां से आई थी? यह किस दिशा में विकसित हो रहा है? क्या इसकी शुरुआत हुई थी, और अगर हुई तो क्या थी? इससे पहलेउसे? समय की प्रकृति क्या है? क्या यह खत्म होगा? क्या समय पर वापस जाना संभव है? हाल की प्रमुख भौतिक खोजें, नई तकनीकों के लिए धन्यवाद, इनमें से कुछ सदियों पुराने सवालों के जवाब देती हैं। शायद किसी दिन ये उत्तर सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की परिक्रमा के रूप में स्पष्ट हो जाएंगे - या शायद कछुओं के टॉवर के रूप में उत्सुक होंगे। केवल समय (जो कुछ भी है) बताएगा।

अध्याय दो

विश्व की तस्वीर का विकास

हालाँकि क्रिस्टोफर कोलंबस के युग में भी कई लोग मानते थे कि पृथ्वी समतल थी (और आज भी कुछ लोग इस राय को मानते हैं), आधुनिक खगोल विज्ञान की जड़ें प्राचीन यूनानियों के दिनों में हैं। लगभग 340 ई.पू. इ। प्राचीन यूनानी दार्शनिकअरस्तू ने "ऑन द स्काई" निबंध लिखा, जहां उन्होंने इस तथ्य के पक्ष में मजबूत तर्क दिए कि पृथ्वी एक सपाट प्लेट के बजाय एक गोला है।

तर्कों में से एक चंद्र ग्रहण था। अरस्तू ने महसूस किया कि वे पृथ्वी के कारण हैं, जो सूर्य और चंद्रमा के बीच से गुजरते हुए चंद्रमा पर छाया डालती है। अरस्तू ने देखा कि पृथ्वी की छाया हमेशागोल। यदि पृथ्वी एक गोला है और चपटी डिस्क नहीं है तो ऐसा ही होना चाहिए। यदि पृथ्वी के पास एक डिस्क का आकार होता, तो उसकी छाया हमेशा गोल नहीं होती, बल्कि केवल उन क्षणों में होती जब सूर्य डिस्क के केंद्र के ठीक ऊपर होता। अन्य मामलों में, छाया लंबी हो जाएगी, एक दीर्घवृत्त का आकार लेगी (एक दीर्घवृत्त एक लम्बा वृत्त है)।

प्राचीन यूनानियों ने अपने विश्वास का समर्थन किया कि पृथ्वी एक और तर्क के साथ गोल है। यदि यह समतल होता, तो हमारी ओर आने वाला जहाज पहली बार क्षितिज पर एक छोटे, फीचर रहित बिंदु जैसा प्रतीत होता। जैसे-जैसे यह निकट आया, विवरण इसके माध्यम से दिखाई देगा - पाल, पतवार। हालाँकि, सब कुछ अलग तरह से होता है। जब कोई जहाज क्षितिज पर दिखाई देता है, तो सबसे पहली चीज जो आप देखते हैं वह है पाल। तभी शरीर आपके देखने के लिए खुलता है। तथ्य यह है कि पतवार के ऊपर उठने वाले मस्तूल सबसे पहले क्षितिज के पीछे से दिखाई देते हैं, यह दर्शाता है कि पृथ्वी में एक गेंद का आकार है (चित्र 1)।

प्राचीन यूनानियों ने रात के आकाश की टिप्पणियों पर बहुत ध्यान दिया। अरस्तू के समय तक, स्वर्गीय पिंडों की गति को चिह्नित करते हुए, कई शताब्दियों तक रिकॉर्ड रखे गए थे।

स्टीफन हॉकिंग की "ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम" किस बारे में है?

खुले स्रोतों से

आज, 14 मार्च, प्रसिद्ध अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का 77 वर्ष की आयु में निधन हो गया। साइट उनकी लोकप्रिय विज्ञान पुस्तक "ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम: फ्रॉम द बिग बैंग टू ब्लैक होल्स" (1988) का एक सार प्रकाशित करती है, जो बेस्टसेलर बन गई।

उत्कृष्ट अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग की पुस्तक "ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम: फ्रॉम द बिग बैंग टू ब्लैक होल्स" आइंस्टीन के प्रश्न का उत्तर खोजने के लिए समर्पित है: "जब उन्होंने ब्रह्मांड का निर्माण किया तो भगवान के पास क्या विकल्प था?" चेतावनी दी कि पुस्तक में शामिल प्रत्येक सूत्र खरीदारों की संख्या को आधा कर देगा, हॉकिंग सुलभ भाषा में गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम सिद्धांत के विचारों को बताता है - भौतिकी का एक अधूरा क्षेत्र जो सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी को जोड़ता है।

पुस्तक की शुरुआत विकासवाद की कहानी से होती है मानवीय धारणाएंब्रह्मांड के बारे में: अरस्तू और टॉलेमी की भूगर्भीय प्रणाली के खगोलीय क्षेत्रों से यह अहसास तक कि सूर्य एक साधारण है पीला सिताराएक सर्पिल आकाशगंगा की भुजा में औसत परिमाण का - ब्रह्मांड के देखने योग्य भाग में सैकड़ों अरबों अन्य आकाशगंगाओं के बीच। अन्य आकाशगंगाओं में सितारों के स्पेक्ट्रा के रेडशिफ्ट की खोज का मतलब था कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा था, और इससे बिग बैंग परिकल्पना हुई: दस या बीस अरब साल पहले, ब्रह्मांड में सभी वस्तुएं एक ही स्थान पर हो सकती थीं, जिसमें असीम रूप से उच्च घनत्व (विलक्षण बिंदु)।

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बिग बैंग समय की शुरुआत है। इस सवाल का कोई जवाब नहीं है कि बिग बैंग से पहले क्या था, क्योंकि वैज्ञानिक कानून विलक्षणता के बिंदु पर काम करना बंद कर देते हैं; भविष्य की भविष्यवाणी करने की क्षमता खो जाती है, और इसलिए, अगर कुछ "पहले" हुआ, तो यह किसी भी तरह से वर्तमान घटनाओं को प्रभावित नहीं करेगा। बिग बैंग के बाद, दो परिदृश्य संभव हैं: या तो ब्रह्मांड का विस्तार हमेशा के लिए जारी रहेगा, या यह किसी बिंदु पर रुक जाएगा और संकुचन चरण में चला जाएगा, जो कि विलक्षणता की वापसी के साथ समाप्त होगा - बिग बैंग। यह स्पष्ट नहीं है कि कौन सा विकल्प साकार होगा - यह आकाशगंगाओं और ब्रह्मांड के पदार्थ के कुल द्रव्यमान के बीच की दूरी पर निर्भर करता है, और इन मात्राओं का ठीक-ठीक पता नहीं है।

ब्रह्मांड में बिग बैंग के बाद भी विलक्षणताएं हो सकती हैं। तारा, परमाणु ईंधन का उपयोग करने के बाद, सिकुड़ने लगता है, और पर्याप्त रूप से बड़े द्रव्यमान के साथ, यह ब्लैक होल में बदलकर गुरुत्वाकर्षण के पतन का विरोध नहीं कर सकता है। तो, अंग्रेजी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी रोजर पेनरोज़ ने दिखाया कि एक तारे का आयतन शून्य हो जाता है, और उसके पदार्थ का घनत्व और अंतरिक्ष-समय की वक्रता - अनंत तक। दूसरे शब्दों में, ब्लैक होल स्पेसटाइम में एक विलक्षणता है।

समय की दिशा को उलट कर पेनरोज़ और हॉकिंग ने साबित कर दिया कि यदि सामान्य सापेक्षता (जीआर) सही है, तो बिग बैंग पॉइंट मौजूद होना चाहिए। तो बिग बैंग परिकल्पना एक गणितीय प्रमेय बन गई, और सामान्य सापेक्षता स्वयं अधूरी निकली: इसके नियमों का उल्लंघन विलक्षणता के बिंदु पर किया जाता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि सामान्य सापेक्षता एक शास्त्रीय सिद्धांत है, और एक विलक्षणता के पास अंतरिक्ष के एक छोटे से क्षेत्र में, क्वांटम प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इस प्रकार, ब्लैक होल और प्रारंभिक ब्रह्मांड के अध्ययन के लिए क्वांटम यांत्रिकी की भागीदारी और एक एकीकृत सिद्धांत के निर्माण की आवश्यकता होती है - गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत।

माइक्रोवर्ल्ड की घटनाओं से निपटते हुए, क्वांटम यांत्रिकी सामान्य सापेक्षता से स्वतंत्र रूप से विकसित हुई। क्वांटम भौतिकी में, विभिन्न प्रकार की अंतःक्रियाओं के संयोजन में कुछ अनुभव संचित किया गया है। इसलिए, विद्युत चुम्बकीय और कमजोर अंतःक्रियाओं को एक सिद्धांत में जोड़ना संभव था। अर्थात्, यह पता चला है कि विद्युत चुम्बकीय संपर्क (वर्चुअल फोटॉन) के वाहक और कमजोर बातचीत (वेक्टर बोसॉन) के वाहक एक कण की प्राप्ति हैं और लगभग 100 GeV की ऊर्जा पर एक दूसरे से अप्रभेद्य हो जाते हैं। भव्य एकीकरण के सिद्धांत भी हैं, अर्थात्, इलेक्ट्रोवेक का एकीकरण और मजबूत अंतःक्रियाएं (हालांकि, भव्य एकीकरण की ऊर्जा प्राप्त करने और इन सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए, सौर मंडल के आकार के त्वरक की आवश्यकता होती है)।

इन सभी सिद्धांतों में गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं है, क्योंकि यह प्राथमिक कणों के लिए बहुत छोटा है। हालांकि, विलक्षणता बिंदु पर, गुरुत्वाकर्षण बल, अंतरिक्ष-समय की वक्रता के साथ, अनंत की ओर प्रवृत्त होते हैं, जिससे क्वांटम यांत्रिक और गुरुत्वाकर्षण प्रभावों का संयुक्त विचार अपरिहार्य हो जाता है। इससे निम्नलिखित आश्चर्यजनक परिणाम सामने आते हैं।

पेनरोज़-हॉकिंग प्रमेय के अनुसार, ब्लैक होल में गिरना अपरिवर्तनीय है। लेकिन, जैसा कि ज्ञात है, किसी भी अपरिवर्तनीय प्रक्रिया के साथ एन्ट्रापी में वृद्धि होती है। क्या ब्लैक होल में एन्ट्रापी होती है?

हॉकिंग ने नोट किया कि ब्लैक होल के घटना क्षितिज का क्षेत्र समय के साथ कम नहीं होता है (और जब पदार्थ ब्लैक होल में गिरता है तो बढ़ जाता है), यानी इसमें एन्ट्रापी के सभी गुण होते हैं। उनके अमेरिकी सहयोगी बिकेंस्टीन ने ब्लैक होल के घटना क्षितिज के क्षेत्र को इसकी एन्ट्रापी के माप के रूप में मानने का प्रस्ताव रखा है। हॉकिंग का तर्क है कि, एन्ट्रापी होने पर, एक ब्लैक होल का तापमान होना चाहिए और इसलिए विकिरण होना चाहिए - ब्लैक होल की परिभाषा के विपरीत! - लेकिन बाद में वह खुद इस रेडिएशन के मैकेनिज्म का पता लगा लेते हैं।

विकिरण का स्रोत ब्लैक होल के पास का निर्वात है, जिसमें क्वांटम ऊर्जा के उतार-चढ़ाव के कारण कण-प्रतिकण जोड़े पैदा होते हैं। जोड़ी के एक सदस्य में सकारात्मक ऊर्जा है, दूसरे में नकारात्मक ऊर्जा है (इसलिए योग शून्य है); नकारात्मक ऊर्जा वाला एक कण ब्लैक होल में गिर सकता है, और सकारात्मक ऊर्जा वाला एक कण अपने आस-पास छोड़ सकता है। सकारात्मक ऊर्जा के कणों का प्रवाह ब्लैक होल का विकिरण है; नकारात्मक ऊर्जा वाले कण इसके द्रव्यमान को कम करते हैं - ब्लैक होल "वाष्पीकृत" होता है और अंततः गायब हो जाता है, इसके साथ विलक्षणता लेता है। इसमें हॉकिंग क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करके सामान्य सापेक्षता की विलक्षणताओं को दूर करने की संभावना का पहला संकेत देखते हैं और सवाल पूछते हैं: क्या क्वांटम यांत्रिकी का "बड़ी" विलक्षणताओं पर समान प्रभाव पड़ेगा, अर्थात क्वांटम यांत्रिकी बिग बैंग को समाप्त कर देगा और बिग बैंग विलक्षणताएँ?

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सापेक्षता का शास्त्रीय सामान्य सिद्धांत कोई विकल्प नहीं छोड़ता है: विस्तारित ब्रह्मांड एक विलक्षणता से पैदा होता है, और प्रारंभिक स्थितियां अज्ञात हैं (जीआर "सृजन के क्षण" में काम नहीं करता है)। प्रारंभिक क्षण में, ब्रह्मांड का आदेश दिया जा सकता है और सजातीय हो सकता है, या यह काफी अराजक हो सकता है। हालांकि, विकास की आगे की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से अंतरिक्ष-समय की इस सीमा की स्थितियों पर निर्भर करती है। फेनमैन पद्धति का उपयोग करते हुए, ब्रह्मांड के विकास के विभिन्न "प्रक्षेपवक्रों" पर सारांश, हॉकिंग, गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम सिद्धांत के ढांचे के भीतर, विलक्षणता का एक विकल्प प्राप्त करता है: अंतरिक्ष-समय परिमित है और रूप में एकवचन नहीं है एक सीमा या किनारे का (यह पृथ्वी की सतह के समान है, लेकिन केवल चार आयामों में)। और चूंकि कोई सीमा नहीं है, इसलिए उस पर प्रारंभिक शर्तों की कोई आवश्यकता नहीं है, अर्थात, प्रारंभिक ब्रह्मांड के व्यवहार को निर्धारित करने वाले नए कानूनों को पेश करने की कोई आवश्यकता नहीं है (या भगवान की मदद का सहारा लें)। तब ब्रह्मांड "... बनाया नहीं गया होगा, इसे नष्ट नहीं किया जा सकता है। यह बस मौजूद होगा।"

परमेश्वर का विषय पूरी पुस्तक में मौजूद है; संक्षेप में, हॉकिंग भगवान के साथ चर्चा कर रहे हैं। यहाँ एक उद्धरण है जो इस चर्चा को एक तरह से सारांशित करता है।

"इस विचार से कि अंतरिक्ष और समय एक बंद सतह बनाते हैं, ब्रह्मांड के जीवन में भगवान की भूमिका के संबंध में बहुत महत्वपूर्ण परिणाम भी आते हैं। प्राप्त सफलताओं के संबंध में वैज्ञानिक सिद्धांतघटनाओं का वर्णन करने में, अधिकांश वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ईश्वर ब्रह्मांड को एक निश्चित प्रणाली के अनुसार विकसित होने देता है और इसके विकास में हस्तक्षेप नहीं करता है, इन कानूनों का उल्लंघन नहीं करता है। लेकिन कानून हमें इस बारे में कुछ नहीं बताते हैं कि जब ब्रह्मांड पहली बार अस्तित्व में आया था तो कैसा दिखता था - घड़ी को बंद करना और शुरुआत करना अभी भी भगवान का व्यवसाय हो सकता है। जबकि हम मानते हैं कि ब्रह्मांड की शुरुआत हुई थी, हम सोच सकते हैं कि इसका एक निर्माता था। यदि ब्रह्मांड वास्तव में पूरी तरह से बंद है और इसकी न तो सीमाएँ हैं और न ही किनारे, तो इसका न तो आदि होना चाहिए और न ही अंत: यह बस है, और बस! तो क्या सृष्टिकर्ता के लिए जगह है?"

यहाँ आइंस्टीन के प्रश्न का उत्तर दिया गया है: ईश्वर को प्रारंभिक शर्तों को चुनने की कोई स्वतंत्रता नहीं थी।

फेनमैन प्रक्षेपवक्र पर संक्षेप में, अंतरिक्ष-समय की कोई सीमा नहीं मानते हुए, हॉकिंग ने पाया कि ब्रह्मांड को अपनी वर्तमान स्थिति में, उच्च संभावना के साथ, सभी दिशाओं में समान रूप से तेजी से विस्तार करना चाहिए, आइसोट्रोपिक सीएमबी पृष्ठभूमि के अवलोकन के साथ। इसके अलावा, चूंकि समय की उत्पत्ति स्थान और समय का एक सहज, नियमित बिंदु है, ब्रह्मांड एक सजातीय, व्यवस्थित अवस्था से विकसित होना शुरू हुआ। यह प्रारंभिक क्रम समय के थर्मोडायनामिक तीर की उपस्थिति की व्याख्या करता है, जो उस समय की दिशा को दर्शाता है जिसमें ब्रह्मांड का विकार (एन्ट्रॉपी) बढ़ता है।

पुस्तक के अंतिम भाग में, हॉकिंग ने स्ट्रिंग सिद्धांत का वर्णन किया है, जो सभी भौतिकी को एकीकृत करने का दावा करता है। यह सिद्धांत कणों से नहीं, बल्कि एक-आयामी तार जैसी वस्तुओं से संबंधित है। कणों की व्याख्या तारों के कंपन, कणों के उत्सर्जन और अवशोषण के रूप में की जाती है - तारों के टूटने और कनेक्शन के रूप में। हालांकि, स्ट्रिंग सिद्धांत केवल 10-आयामी या 26-आयामी रिक्त स्थान में विरोधाभास नहीं करता है। शायद, ब्रह्मांड के विकास के दौरान, हमारे अंतरिक्ष-समय के केवल चार निर्देशांक "घूम गए", जबकि शेष नगण्य रूप से छोटे आकार के स्थान में तब्दील हो गए।

यह क्यों हुआ? हॉकिंग तथाकथित मानवशास्त्रीय सिद्धांत के दृष्टिकोण से उत्तर देते हैं: अन्यथा, ऐसा प्रश्न पूछने में सक्षम बुद्धिमान प्राणियों के विकास के लिए स्थितियां उत्पन्न नहीं होतीं। वास्तव में, अंतरिक्ष के एक छोटे आयाम के मामले में, विकास मुश्किल है: उदाहरण के लिए, दो-आयामी प्राणी के शरीर में कोई भी मार्ग इसे दो भागों में विभाजित करता है। उच्च आयामों के रिक्त स्थान में, गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का नियम अलग होगा, और ग्रहों की कक्षाएँ अस्थिर हो जाएँगी ("फिर हम या तो जम जाएंगे या जल जाएंगे")। बेशक, अन्य ब्रह्मांड भी संभव हैं, विभिन्न संख्या में प्रकट निर्देशांक के साथ, "... लेकिन ऐसे क्षेत्रों में कोई भी बुद्धिमान प्राणी नहीं होगा जो इस तरह के सक्रिय आयामों को देख सके।"

हॉकिंग ब्रह्मांड का वर्णन करने वाले एक एकीकृत सिद्धांत के निर्माण की संभावनाओं के बारे में आशावादी हैं। ईश्वर से सृष्टि के कार्य को छीनकर, वह ईश्वर को उसके नियमों के निर्माता की भूमिका सौंपता है। जब एक गणितीय मॉडल बनाया जाता है, तो यह सवाल बना रहता है कि इस मॉडल का पालन करने वाला ब्रह्मांड आखिर क्यों मौजूद है। नए सिद्धांतों के निर्माण की आवश्यकता से बंधे नहीं, वैज्ञानिक इसके अध्ययन की ओर रुख करेंगे। "और अगर इस तरह के प्रश्न का उत्तर मिल जाता है, तो यह मानव मन की पूर्ण विजय होगी, क्योंकि तब हम ईश्वर की योजना को समझ पाएंगे।"

इगोर याकोवले द्वारा तैयार स्टीफन हॉकिंग की पुस्तक "ए ब्रीफ हिस्ट्री ऑफ टाइम" का सार