Каква формула си пожела за епитафия Стивън Хокинг и какво описва тя

Кончината на световноизвестни астрофизик Стивън Хокинг в ранните часове на 14 март 2018 година накара милиони да скърбят за човека, постигнал невероятни резултати в опитите ни да си обясним сложността на Вселената, в която живеем.

Най-известната формула, изведена от него, чрез която се описва ентропията на черна дупка, може би ще бъде изсечена като епитафия на надгробния му камък. Самият Хокинг изявява това си желание през 2002 година, по време на работна среща по бъдещето на теоретичната физика и космологията. С това мероприятие беше отбелязана и 60-тата му годишнина.

Формулата е в основата на теорията ни за черните дупки. Изведена е от Хокинг, който работи върху нея заедно с колегата си Якоб Бекенщайн. Уравнението свързва важната термодинамична величина ентропията (представена с главна буква S), с физическите свойства на черна дупка, а именно площта ѝ А. Останалите букви във формулата са физични константи; k е константата на Болцман, c – скоростта на светлината, h-bar е редуцираната константа на Планк, а G – универсалната гравитационна константа.

В учебниците по физика ентропията е описвана като мярка за хаоса в макроскопична система. Но тя може да се определи и като количеството информация, която може да бъде „опакована“ в даден обект. И тук става ясно фундаменталното значение на формулата. Ентропията на черна дупка е пропорционална на нейната повърхност, а не на обема ѝ. Повърхността на черна дупка пък се определя от хоризонтът на събитията – границата, която ако бъде премината, вече няма връщане.

За да опише термодинамиката на черните дупки, астрофизикът от Кеймбридж прилага квантовата механика към тези изключително масивни обекти, а от това се ражда и хипотезата за т.нар. лъчение на Хокинг. Така черните дупки се сдобиват с ентропия и температура.
Самият Хокинг разширява теорията си и предлага по-обширна и широкообхватна интерпретация. Цялата Вселена може да се разглежда като притежаваща „космологичен хоризонт на събитията“, което пък предполага, че Вселената като цяло има определена стойност на ентропията и специфична температура. Тази идея е основата за формулирането на холографския принцип, според който цялата информация във Вселената може да бъде интерпретирана по свойствата на границите на системи от по-нисък разред.



Има и друг любопитен момент около желанието на Хокинг за епитафията, която да бележи гроба му. Върху надгробния камък на човека, който пръв предлага и въвежда във физиката ентропията - австрийският физик Лудвиг Болцман, е изсечена формулата за ентропията, която той извежда. Съвсем в реда на нещата е, Стивън Хокинг да бъде почетен по същия начин.