• Tuesday June 18,2019

The Fisika Strange-dan Pemandangan Singular-Di dalam Lubang Hitam

Anonim

Andrew Hamilton / Univ. daripada Colorado, Boulder; Axel Mellinger / Central Michigan Univ .; John Hawley / Univ. daripada Virginia

Ia adalah akhir Disember dan salji berpusing ketika Andrew Hamilton berada di kantornya di kampus Boulder, University of Colorado, di kaki bukit Rockies. Pada hari perjudian seperti hari ini, kebanyakan rakannya tiba di SUV atau sekurang-kurangnya dalam kereta yang disesuaikan dengan tayar sepanjang musim. Hamilton menaiki basikal gunung Cannondale.

Mengikuti laluannya sendiri bukan sekadar hobi untuk Hamilton, ia adalah intipati kerjayanya. Selama 15 tahun ahli astrofizik telah menceburkan diri ke dalam bahagian paling gelap dan paling tidak dapat ditembusi dari alam semesta: bahagian dalam lubang hitam. "Saya bukan agama, tetapi saya berkongsi dengan orang-orang keagamaan untuk memahami kebenaran tentang alam semesta kita. Saya memberi tumpuan kepada mencapai pemahaman yang lengkap tentang pedalaman lubang hitam, "katanya, aksen Britishnya menambah rasa bersemangat dan berkuasa untuk kata-katanya. Usaha itu telah dipanggil gila atau semata-mata sia-sia oleh rakan-rakan yang menegaskan bahawa struktur dalaman lubang hitam sangat melampau sehingga ia tidak hanya melangkaui eksplorasi tetapi melampaui pemahaman. Hamilton, seorang atlet berusia 59 tahun

dengan rambut pirang berambut berpasir, berus keraguan seperti itu. "Saya tidak semestinya menghindari perkara lain yang dianggap gila, atau saya tidak pernah dapat memulakan perniagaan lubang hitam ini. Saya seorang lelaki yang suka kesukaran. Saya suka berjuang. Ia menyeronokkan untuk cuba mengalahkan kemungkinan. "

Lubang hitam adalah objek besar yang telah runtuh pada diri mereka sendiri, mencipta sedutan graviti begitu sengit sehingga perut mereka menjadi terputus dari seluruh alam semesta. Batasan luar lubang hitam, yang dikenali sebagai cakrawala acara, adalah titik tidak kembali. Sebaik sahaja terperangkap di dalam, tiada apa-apa pun-cahaya pun boleh melarikan diri. Di pusat ini teras, yang dikenal sebagai singulariti, yang sangat kecil dan padat, penghinaan kepada semua undang-undang fizik yang diketahui. Oleh kerana tiada tenaga, dan oleh itu tidak ada maklumat, boleh meninggalkan tempat yang gelap itu, nampaknya tidak mungkin untuk mengintip ke dalam. Sama seperti Las Vegas, apa yang berlaku dalam lubang hitam kekal di dalam lubang hitam.

Di mana ahli-ahli sains lain melihat titik akhir siasatan saintifik, Hamilton melihat permulaan, penyokong ke medan luar biasa dan belum diterokai. Dia menggambarkan air terjun ruang dan masa mengalir di sepanjang hujung acara ke zon dalaman di mana "semua cahaya dan bahan yang pernah jatuh ke dalam lubang hitam menimbun dalam perlanggaran luar biasa, menghasilkan kecerobohan tenaga dan kecerahan yang terang dan terang cahaya. "Kemudian dia melompat di dalam larasnya dan mengambil terjun.

Kerja Hamilton mempunyai rasa obsesi peribadi yang menawan, tetapi ia juga mempunyai implikasi besar. Lubang hitam disambungkan kepada beberapa fenomena yang paling asas di alam semesta kita. Mereka mungkin telah menjadi antara struktur terawal di dunia, yang mempengaruhi pembentukan dan evolusi galaksi seperti kita sendiri. Hampir setiap galaksi besar masih menempatkan lubang hitam raksasa, sehingga berbilion kali jisim matahari kita, di tengahnya. Banyak lubang hitam yang lebih kecil (biasanya seberat beberapa kali lebih banyak daripada matahari) hasil daripada kematian letupan bintang ultrabright, sehingga objek gelap ini mendedahkan rahsia tentang siklus hidup bintang. Galaksi kita sahaja boleh mengandungi 100 juta objek sedemikian. Dan kerana persamaan antara lubang hitam dan Big Bang, lubang hitam mungkin membantu menjelaskan bagaimana alam semesta terbentuk. Dalam sesetengah teori fizik eksotik, mereka juga boleh memasang pintasan cacing-hipotetikal di ruang dan masa-atau berfungsi sebagai tapak semaian di mana alam semesta lain dilahirkan.

"Lubang hitam adalah peti besi yang menyimpan beberapa kebenaran paling asas dalam alam semesta, " kata Hamilton. Dengan menggunakan undang-undang fizik, dia cuba membuka kunci rahsia di dalamnya.

MELALUI STARGATE


Hamilton memulakan perjalanannya ke jantung kegelapan agak tidak sengaja ketika dia menjalankan tugasnya yang paling mudah: mengajar astronomi sarjana di University of Colorado. Ia adalah tahun 1996, dan Hamilton telah meminta beberapa pelajarnya untuk membuat pertunjukan lubang hitam untuk Fiske Planetarium universiti itu. Mereka mencipta pelbagai persembahan ringkas, menonjolkan pelbagai aspek objek astrofizik ini. Untuk kemunculan persembahan mereka, para pelajar ditahan pada klip 40 saat dari Stargate, sebuah filem pada tahun 1994 di mana seorang pakar Mesir (James Spader) menolak melalui permukaan cecair "stargate, " yang berukuran 20 kaki lebar, hieroglyph- menghiasi cincin yang memberi laluan kepada dunia selari. Jantung Hamilton tenggelam. Kotak set filem itu tidak mempunyai hubungan dengan fizik sebenar. Tetapi apabila Spader melewati lubang cacing itu, menghadapi paparan psikohedelik pelbagai corak geometri dan lampu aliran, pelajar gembira dan Hamilton mula mengubah fikirannya. Visualisasi berdasarkan sains boleh menjadi cara yang berkesan untuk mengajar orang tentang lubang hitam - "mungkin cara terbaik, " katanya. Dia bersumpah untuk membuat gambarannya sendiri dari keturunan melalui lubang hitam, yang bukan berdasarkan tangan Hollywood tetapi dengan fizik terbaik yang dia dapati.

Hamilton tidak tahu banyak tentang lubang hitam pada masa itu, tetapi dia mempunyai banyak kepakaran yang berkaitan untuk diterapkan. Selama bertahun-tahun dia telah mengkaji asal-usul alam semesta, bekerja mundur dalam masa dari susunan galaksi semasa untuk menyimpulkan keadaan di era dengan serta-merta selepas Big Bang. Lubang hitam, Hamilton sedar, boleh dianggap sebagai sejenis Big Bang secara terbalik. Daripada meletup keluar dari titik kecil yang kecil, memuntahkan perkara dan tenaga dan ruang untuk mencipta kosmos, lubang hitam menarik semua ke dalam ke arah satu titik padat. Sama ada di lubang hitam atau di Big Bang, titik utama-keunggulan-adalah di mana semuanya bermula dan di mana semuanya mungkin berakhir. Namun, satu perbezaan penting ialah Big Bang berlaku kira-kira 13.7 bilion tahun yang lalu. Lubang hitam berlimpah dan praktikal di mana-mana, dan mereka berada di sini sekarang.

Andrew Hamilton / Univ. daripada Colorado, Boulder; Axel Mellinger / Central Michigan Univ .; John Hawley / Univ. daripada Virginia

Hubungan antara lubang hitam dan kait Big Bang menjadi salah satu misteri yang paling mendesak fizik moden: mendamaikan undang-undang yang mengawal dunia berskala besar yang kita huni dan mereka yang memerintah alam yang tidak kelihatan dan subatomik. Planet, bintang, dan galaksi seolah-olah mengikuti peraturan teori relativiti umum Albert Einstein, yang menggambarkan graviti dan kelengkungan ruang masa. (Menurut Einstein, jisim membengkokkan kedua-dua ruang dan masa, menyebabkan objek jatuh ke arahnya dan mewujudkan fenomena yang kita anggap sebagai graviti.) Objek skala kecil seperti atom dan elektron, sebaliknya, seolah-olah mengikuti undang-undang yang sangat berbeza mekanik kuantum. Kedua-dua set peraturan itu mesti akhirnya dipotong, tetapi ahli fizik masih berusaha mencari tahu bagaimana. Bagi Big Bang dan lubang hitam, putusnya sangat jelas kerana mereka menduduki kedua-dua hujung yang sangat besar dan sangat kecil ketika mereka berkembang. "Saya berminat dengan kerelatifan umum sebagai pelajar siswazah, " kata Hamilton. "Projek ini membenarkan saya bekerja pada relativiti umum dan membuat filem pada masa yang sama."

Meskipun begitu besarnya tugas itu, Hamilton mula dengan sederhana. Dia mengambil atribut lubang hitam yang diketahui dan memasukkannya ke dalam program grafik komputer asas. Segala yang terlibat adalah menggunakan persamaan relativiti Einstein, yang menggambarkan bagaimana sinar cahaya akan membengkokkan ketika mereka mendekati lubang hitam. Filem-filem yang pertama dan sederhana di Hamilton adalah luas dan kartun, tetapi mereka melayani tujuan mereka: menunjukkan bagaimana pelbagai jenis lubang hitam mungkin kelihatan ketika anda menghampiri mereka dari luar dan kemudian menceburkan diri. Dalam satu animasi, pengamat terbang oleh bintang sistem dan terjun ke cakrawala acara lubang hitam, diwakili oleh grid merah sfera. Filem lain menawarkan sekilas alam semesta alternatif, ditunjukkan dengan warna merah jambu, sebelum pemerhati bertemu dengan keistimewaannya. Pada satu pertiga, cakrawala acara berpecah dua ketika pemerhati memasuki pedalaman - kesan aneh (kemudian disahkan oleh Hamilton) yang pada awalnya meyakinkan beberapa pengkritik bahawa simulasi ini mesti cacat.

Perkara-perkara yang dilepaskan dari sana dengan cara yang Hamilton tidak pernah dirancang. Pada tahun 2001 para eksekutif dari Muzium Alam dan Sains Denver melawat jabatan Hamilton dengan cadangan. Mereka sedang membina planetarium baru dengan sistem unjuran digital yang canggih, dan mereka memerlukan bantuan untuk mengembangkan pertunjukan mata. "Ini adalah satu peluang yang hebat untuk meletakkan lubang hitam di kubah dan mengambil visualisasi saya ke peringkat seterusnya, " kata Hamilton.

Dia begitu teruja bahawa dia pergi sabatikal setahun

dan meluangkan masa untuk membangunkan perisian visualisasi jauh lebih kuat daripada program luar yang digunakannya. Dia bermula dengan antara muka yang direka untuk membuat permainan video. Kemudian dia memasukkan penyelesaian yang sedia ada kepada persamaan Einstein untuk menghasilkan simulasi lubang hitam yang "boleh menunjukkan apa yang sebenarnya akan kelihatan seperti jika anda berada di sana." Lubang-lubang hitam maya ini lebih rumit dan realistik daripada penulisan asalnya kerana pengguna boleh menyesuaikan saiz lubang, pilih apa jenis objek untuk memberi makan, dan ubah sudut tontonan untuk melihat tindakan itu terungkap. Pakej perisian akhirnya mempunyai lebih daripada 100, 000 baris kod-sebagai kompleks sebagai program model saintis digunakan pada superkomputer terpantas di dunia.

Simulator lubang hitam Hamilton menarik perhatian, dan pada tahun 2002 beliau telah dijemput untuk bekerjasama dengan dokumentari Nova mengenai lubang hitam. Itulah ketika Hamilton terpaksa menghadapi kebenaran yang menyakitkan sehingga semua penglihatannya hingga sekarang telah berdasarkan pengiraan yang dilakukan oleh orang lain. Walaupun peranan barunya sebagai pengarah saintifik untuk program televisyen yang menjelaskan apa yang akan berlaku jika seseorang jatuh ke dalam lubang hitam, dia belum lagi mengangkat berat dengan bekerja melalui persamaan Einstein untuk menggambarkan graviti dan kelengkungan ruang masa dalam persekitaran realistik. Sebagai contoh, para astronom tahu bahawa di pusat beberapa galaksi, lubang hitam menghisap

jumlah gas yang sangat banyak-sama dengan sistem suria kita setiap tahun. Teori standard berpendapat bahawa graviti sengit lubang hitam menarik semua bahan ke arah singulariti di tengah, di mana ruang dan masa seperti yang kita tahu mereka berakhir. Tetapi adakah itu benar? Apakah yang berlaku kepada semua yang hilang kosmik dalam perjalanannya ke teras?

PENYAKIT RUBIKON


Mengatasi soalan-soalan semacam itu, Hamilton perlu mengambil satu lagi

melompat, bergulat dengan persamaan relativiti secara terperinci. Dalam konsep geometri Einstein tentang graviti, sebuah badan besar seperti matahari menyentuh kain ruang-waktu, seperti orang besar yang cacat permukaan trampolin. Bumi mengikuti bentuk melengkung ruang yang melengkung di sekitar matahari, itulah sebabnya ia bergerak dalam orbit bulat; penerangan ini telah disahkan eksperimen untuk ketepatan yang tinggi.

Persamaan sepuluh pautan-Persamaan medan Einstein-menerangkan dengan tepat bagaimana ruang masa melengkung untuk apa-apa pengedaran bahan dan tenaga, walaupun untuk sesuatu yang melampau seperti lubang hitam. Walau bagaimanapun, Hamilton tahu bahawa dia berada dalam perjalanan yang hebat. Relativiti cukup mengelirukan untuk objek konvensional. Ia jauh asing bagi lubang hitam kerana objek semacam itu tidak semata-mata menjatuhkan ruang; ia mewujudkan ketakselanjaran, lubang maut di tengah-tengah kain yang halus.

Hamilton cuba menjadikan masalah itu lebih mudah diurus dengan melihat lubang hitam dari perspektif yang berbeza. Dia mencadangkan satu analogi baru untuk menggambarkan apa yang berlaku apabila sesuatu, atau seseorang, menghampiri cakrawala acara lubang hitam, menyamakannya dengan air terjun yang jatuh ke dalam jurang. Ikan boleh berenang berhampiran tepi dan selamat melarikan diri-kecuali ia terlalu dekat, dalam hal ini akan diseret ke atas jurang itu tidak kira betapa kerasnya menentang. Begitu juga, apa-apa objek atau pun apa-apa jenis tenaga tersebar di cakrawala acara dengan "air terjun" ruang yang sentiasa mengalir ke dalam lubang hitam. Jika lampu suluh berlayar di tepi air terjun metafora, bukan sahaja lampu suluh tetapi juga rasuk cahayanya akan ditarik. Hamilton menggambarkan lubang hitam sebagai "tempat di mana ruang jatuh lebih cepat daripada cahaya." (Tiada objek boleh bergerak ruang lebih cepat daripada cahaya, tetapi tidak ada batasan tentang seberapa cepat ruang itu sendiri dapat bergerak.)

Apabila Hamilton mula berfikir tentang lubang hitam lapan tahun sebelumnya, dia memulakan dengan deskripsi yang sederhana yang dipanggil lubang hitam Schwarzschild, objek membuat percaya yang tidak mempunyai caj atau putaran. Tetapi sekarang, dengan harapan untuk menerbitkan dalam jurnal saintifik yang serius, beliau menganggap versi yang lebih rumit, walaupun tetap ideal: satu lubang hitam yang tidak memotret yang mempunyai muatan elektrik. Lubang hitam semulajadi tidak akan mengutip caj yang ketara, tetapi lubang hitam yang dibebankan menjadi analog yang mudah untuk mengkaji lubang hitam yang lebih realistik.

Perjalanan ke dalam lubang hitam Schwarzschild dari Andrew Hamilton di Vimeo.

Hamilton juga menyedari bahawa lubang hitam sebenar tidak wujud secara berasingan, jadi dia menggunakan model komputer untuk memberi makan lubang hitamnya. Atom, cahaya, perkara gelap, sinki dapur-semuanya terikat untuk kekosongan yang dahsyat. Setiap langkah ke arah realiti menjadikan model ini jauh lebih rumit. "Jika tiada apa-apa di sekitar lubang hitam, anda mendapat penyelesaian standard, " kata Hamilton. "Tetapi jika anda memperkenalkan jumlah bahan atau tenaga terkecil, seluruh rumah kad runtuh."

Semakin banyak Hamilton bekerja dengan model komputernya, semakin dia menyadari betapa anehnya interior lubang hitam itu. Lubang hitam yang dikenakan sebenarnya mempunyai sempadan sekunder-cakera dalaman-di dalam cakera peristiwa utama yang mentakrifkan had luar lubang itu. Legenda fizik Roger Penrose telah menjadi orang pertama yang menunjukkan bahawa sesuatu yang aneh mesti berlaku di dalam batin itu, kerana semua perkara dan tenaga jatuh ke dalam lubang hitam di sana. Sekarang Hamilton ingin memvisualisasikan keadaan itu secara fizikal. Oleh itu, dia terus memasukkan asumsi-asumsi yang semakin realistik ke dalam komputernya dan menetapkan persamaan medan Einstein lagi dan lagi, setiap kali mengagumi keputusan yang datang.

BLACK HOLE MAGIC


Horizon dalaman, Hamilton mendapati, mungkin tempat yang paling energik dan ganas di alam semesta. Membina kerja-kerja fizik ahli-ahli fizik Eric Poisson dari University of Guelph di Ontario dan Werner Israel dari University of Victoria di British Columbia, beliau menggambarkan keadaan di kawasan dalaman sebagai "ketidakstabilan inflasi." Ia adalah inflasi kerana semua-jisim, tenaga, tekanan-terus berkembang pesat. Dan tidak stabil kerana, menurut pengiraan Hamilton, permukaan - cakrawala dalaman-tidak dapat bertahan dan akhirnya akan runtuh.

Andrew Hamilton / Univ. daripada Colorado, Boulder;
Axel Mellinger / Central Michigan Univ .;
John Hawley / Univ. daripada Virginia

Kemudian perkara itu masih lagi asing. Meneruskan usahanya untuk realisme, Hamilton menganggap kes lubang hitam yang berputar (kerana setiap objek yang diketahui di alam semesta, dan mungkin alam semesta itu sendiri, tidak) dan memasukkannya ke dalam model komputernya. Sebagai ujian dia menurunkan zarah-zarah khayalan ke dalam lubang hitamnya untuk melihat apa yang akan berlaku. Apabila zarah jatuh ke dalam lubang hitam dan mendekati cakrawala dalaman, dia mendapati, ia dialihkan ke dalam salah satu daripada dua rasuk yang menumpukan, seperti laser. Sekiranya zarah memasuki arah yang bertentangan dengan putaran lubang hitam, ia akan menyertai "pancaran pemula" yang mempunyai tenaga positif dan bergerak ke hadapan dalam masa. Tetapi di sini adalah penyamar sebenar: Jika zarah memasuki arah yang sama dengan spin lubang hitam, ia bergabung dengan "balok keluar" yang mempunyai tenaga negatif dan bergerak ke belakang dalam masa.

Mencuba membuat fizikal dari pandangan konseptual abstrak ini, Hamilton mendapati bahawa cakrawala dalaman bertindak sebagai pemecut zarah yang menakjubkan, menangkap rasuk yang sedang bergerak dan keluar di antara satu sama lain pada hampir kelajuan cahaya. Gambar ini datang kepadanya, katanya, "semata-mata dari menatap matematik, daripada memandang persamaan Einstein. Dalam zon inflasi, persamaan tersebut membuat graviti berkelakuan dengan cara yang sangat luar biasa. Gambar itu sangat berlawanan, walaupun ada yang terbiasa dengannya. "

Seseorang yang bergerak dengan rasuk keluar (jika sesuatu yang mungkin) akan menganggap dia bergerak dari lubang hitam ketika dia, dari perspektif orang luar, sebenarnya sedang ditarik ke arah pusatnya-tempat yang sama yang seseorang melakukan perjalanan dengan rasuk yang sedang berjalan tidak dapat dielakkan. Walaupun kedua belah pihak bergerak ke arah pusat, Hamilton menyedari, kelengkungan yang melampau ruang masa akan menyebabkan mereka merasa seperti mereka jatuh dalam arah yang berbeza.

Puncak partikel ini mempunyai ciri khas yang lain: Sebaik sahaja bermula, ia tidak akan berhenti. Semakin cepat arus bergerak, lebih banyak tenaga ada; lebih banyak tenaga ada, lebih banyak graviti ada, dan lebih cepat zarah mempercepatkan. "Saya melihat ini dan melihat mesin kuasa dan kelalaian yang luar biasa" yang meraih tenaga secara eksponen, namun ia tidak menghasilkan apa-apa, kata Hamilton. "Jika relativiti umum betul, mesin ini ada dan boleh mempercepatkan zarah-zarah dengan tenaga yang sangat besar, mencapai-dan bahkan melebihi-Big Bang. Jadi apa sifat yang dilakukan dengan semua tenaga ini? Adakah semuanya sia-sia? "

Satu akibat yang berpotensi kebakaran itu ialah penghasilan lubang hitam mini yang banyak, masing-masing bermula jauh lebih kecil daripada atom. Bahagian dalam lubang hitam, kemudian, mungkin mengandungi kawanan tebal lubang hitam yang lebih kecil. Lubang-lubang mini sedemikian akan tersembunyi di sebalik cakrawala acara, tetapi mereka akan menjejaskan evolusi dalaman ibu bapa mereka. Mereka akan menggabungkan antara satu sama lain, menjebak zarah sesat dan terus berkembang dengan lebih besar, dengan itu mempercepat keruntuhan seluruh sistem ke arah singulariti pusat.

Kemungkinan yang lebih menarik, dari sudut pandang Hamilton, ialah pemecut dalam lubang hitam dapat menimbulkan alam semesta baru. Mengikut beberapa model kosmologi, alam semesta kita bermula sebagai satu blip tenaga yang melampau di dalam alam semesta yang lain, yang kemudian menjadi bubuk untuk mewujudkan realiti keseluruhannya sendiri. Sesuatu seperti ini boleh berlaku di dalam lubang hitam, dengan alam semesta bayi membentuk sebagai gelembung kecil di cakrawala dalaman. Buat seketika bayi ini akan dihubungkan dengan "ibu "nya dengan sejenis tali pusat, lubang lubang kecil. Kemudian alam semesta bayi akan terputus untuk mengejar takdir sepenuhnya dikeluarkan dari kami. "Jika ada di mana-mana di alam semesta kita di mana alam semesta bayi dicipta, ia mungkin berlaku di dalam lubang hitam, " kata Hamilton. "Dan zon inflasi ini berhampiran cakrawala adalah di mana proses itu mungkin berlaku."

Penemuan Hamilton adalah berita buruk bagi sesiapa yang berharap untuk melompat ke lubang hitam dan terowong ke tempat lain atau ke salah satu alam semesta lain. Gerakan zarah tenaga tinggi di ufuk dalaman akan segera menguap pengembara manusia. "Istilah menguap, walaupun tepat, agak tidak mencukupi kerana kami tidak mempunyai perkataan untuk menggambarkan tahap keganasan ini, " kata Hamilton dengan ketawa. Sebenarnya, seseorang yang jatuh ke dalam ufuk dalaman akan menemui nasib yang lebih buruk daripada dikurangkan kepada zarah penyusunnya. "Anda kemudiannya mengambil zarah-zarah tersebut dari tubuh anda, " Hamilton menjelaskan, "dan membantingnya terhadap zarah-zarah yang datang dengan cara yang lain pada tenaga skala Planck" -kondisi yang berkaitan dengan jarak kira-kira 10 -35 meter dan tenaga sekitar empat kali ganda apa yang boleh dicapai Collider Besar Hadron. Yang berjalan di luar pengewapan semata-mata.

"Mungkin kita harus memanggilnya mendapatkan ker-Plancked, " kata jenaka Hamilton.

KEMBALI KE EARTH


Tahun ini Hamilton sekali lagi bersifat sabatikal. Apabila dia tidak terputus di dataran dalaman atau bekerja di buku sains popular tentang lubang hitam, dia menghabiskan masa dengan isterinya, Catherine, yang berkongsi keperibadiannya yang kasar: Dia memulakan perniagaannya sendiri dan menjual haiwan boneka yang bebas kezaliman boleh dipasang di dinding seperti kepala moose trofi. Inventori syarikat itu juga termasuk beg tote yang direka oleh anak perempuan termuda Hamilton, seorang artis bernama Wildrose.

Tetapi sebagai Hamilton telah berulang kali belajar, bucking trend mempunyai kelemahan dalam sains. "Saya mengesyaki saya tahu lebih banyak tentang relativiti umum berbanding sesiapa [lain] di Colorado, " katanya. "Saya mempunyai sangat sedikit orang untuk bercakap." Dia mengakui bahawa pada masa-masa yang jarang berlaku apabila dia bertemu seseorang dengan kepakaran yang serupa, dia melekatkan dirinya seperti lintah dan meminta banyak soalan yang telah ditimbulkan dalam fikirannya.

Beliau mengimbas kembali pertemuan pertamanya dengan Kip Thorne, seorang relativiti umum dan pakar lubang hitam dari Caltech yang melawat kampus Boulder pada tahun 1998. "Kami mengadakan makan malam istimewa untuk Thorne, dan semua orang bergegas duduk di sebelahnya pada awal makan. Tetapi kami telah memutuskan bahawa separuh melalui makan malam kami akan berputar kerusi mengikut algoritma tertentu. Saya mengira di mana saya perlu duduk di awal supaya saya berakhir di sebelahnya untuk babak kedua, dan cukup pasti, saya berakhir di sebelah kanan dan menyusahkannya dengan soalan untuk sepanjang malam, "Kata Hamilton dengan ketawa. Dia mendengar dengan teliti kepada Thorne malam itu, tetapi dia jelas tidak memberi perhatian kepada beberapa nasihat berhati-hati. "Dia memberitahu saya, 'Apa pun yang anda lakukan, jangan pergi melalui cakrawala dalam lubang hitam! "

Perjuangan Hamilton yang terbaru sebagai orang yang tidak konvensional bukanlah lucu. Beliau menulis satu trilogi kertas mengenai lubang hitam yang berputar-

risalah matematik yang menjelaskan apa yang dia harapkan untuk menggambarkan dalam visualasi seterusnya-dan menyerahkannya untuk penerbitan. Pada bulan April ketiga-tiga ditolak oleh jurnal berprestij Classical and Quantum Gravity (C & QG) . Keputusan itu datang selepas beberapa bulan kajian semula rakan sebaya, satu proses yang selalu berlarutan untuk Hamilton kerana dia mempunyai sedikit rakan sebaya; hampir tidak ada orang lain yang bekerja di padang.

Apabila para pengulas meminta Hamilton untuk mengemukakan kertas yang lebih abstrak dengan tidak ada persamaan yang menerangkan apa yang sebenarnya berlaku di dalam lubang hitam, dia menolak dengan tegas, memilih untuk menyerahkan kertas itu kepada jurnal yang sama berprestij yang sedang mempertimbangkannya. Seperti ahli teori yang tidak akan menerima output visual animasi komputernya pada pertengahan tahun 1990-an, editor C & QG tidak bersedia menerima percubaan Hamilton untuk menenun abstrak dengan konkrit. "Ia sangat penting untuk mempunyai fizik dalam kertas kerja ini, " katanya. "Kalau tidak semua yang saya nyatakan akan kelihatan seperti itu dari sihir."

Walaupun terdapat halangan seperti itu, Hamilton mendapat dorongan dari beberapa ahli fizik yang dahulunya aktif dalam bidangnya yang jarang. "Saya adalah

gembira bahawa Andrew telah memutuskan untuk mengambil penyelidikan ini, "kata Eric Poisson, yang meninggalkan garis kajian yang sama kira-kira 20 tahun yang lalu. "Baginya untuk mengambil kes berputar [lubang hitam] adalah langkah utama ke hadapan."

Bekas kolaborator Poisson, Werner Israel mengagumi apa yang dicapai Hamilton. "Dia jelas seorang penyihir komputer, " kata Israel. "Terdapat sentimen yang kuat pada hari-hari ini bahawa fizik teori harus terhad kepada perkara-perkara yang dapat diperiksa oleh pemerhatian, tetapi saya menganggap bahawa sudut pandang sempit. Saya mengatakan fungsi teori adalah untuk mencari sesuatu dengan alat yang ada, dengan matlamat utama adalah untuk menentukan kebenaran. Apabila ia datang untuk menguji bahagian dalam lubang hitam, teori adalah satu-satunya alat yang ada. Dan ia boleh dipercayai sehingga ke tahap tertentu. "

Dengan Stargate di cermin belakangnya, Hamilton hanya terus mendesak. "Saya yakin dengan ketepatan apa yang saya lakukan, " katanya. "Ini seperti teka-teki jigsaw: Ia benar-benar sukar untuk disatukan, tetapi sebaiknya anda menyelesaikannya, anda tahu betul." Dia berhasrat untuk terus melangkah ke arah dalaman pusat lubang, keunikan di teras. Inilah tempat di mana semua undang-undang fizik yang diketahui, walaupun relativiti dan mekanik kuantum, terputus. Dia juga melihat kemungkinan lubang hitam mempunyai beberapa singulariti, atau mungkin tidak sama sekali.

"Kami tidak dapat melangkah lebih jauh lagi, " kata Hamilton. Tetapi apabila dia, cari alam semesta baru di seberang sana. Daripada mengikuti lubang cacing ke planet lain, seperti Spader, dia telah memulakan pengembaraan aneh ke arah alam fizikal baru yang boleh membantu menjelaskan di mana alam semesta kita datang atau menunjukkan kepada kita menjadi salah satu daripada multiverse yang lebih besar lagi.

"Mungkin alam semesta bayi boleh dibuat; mungkin mereka tidak boleh, "kata Hamilton. "Tetapi saya tidak fikir kita boleh meneroka soalan itu tanpa melihat apa yang sedang berlaku di zon inflasi di dalam lubang hitam dan cuba memahami fizik sebaik mungkin." Satu-satunya perkara yang dia pasti ialah "ini wilayah yang belum dipetakan. Anda tidak tahu apa yang akan anda cari sehingga anda mencuba. "


Artikel Yang Menarik

Flashback Jumaat: Adakah Gollum mempunyai skizofrenia atau gangguan keperibadian berganda?

Flashback Jumaat: Adakah Gollum mempunyai skizofrenia atau gangguan keperibadian berganda?

Untuk melengkapkan artikel minggu BMJ Krismas, di sini klasik dari tahun 2004 di mana sekumpulan pelajar perubatan cuba untuk mendiagnosis masalah Gollum. Setelah meneliti melalui beberapa diagnosis yang mungkin, dari kekurangan vitamin (juga dibincangkan di tempat lain dalam kesusasteraan) kepada hipertiroidisme, mereka menyimpulkan bahawa Gollum mungkin mengalami gangguan personaliti schizoid

Tasmania Superdevil, Harapan Spesies, Adalah Semua Terlalu

Tasmania Superdevil, Harapan Spesies, Adalah Semua Terlalu

Para penyelidik mempunyai harapan yang tinggi untuk Cedric the devil Tasmanian: Mereka percaya dia adalah ahli pertama dari spesies itu yang akan kebal terhadap kanser wajah yang mematikan yang sangat menghancurkan populasi syaitan. Kini, dalam kemunduran utama, Cedric telah menumbuhkan dua tumor kecil dan penyelidik kembali ke kuadrat

Plane Amelia Earhart Mungkin Dilihat di Imej Sonar

Plane Amelia Earhart Mungkin Dilihat di Imej Sonar

Squint keras dan anda hanya dapat membuat dalam imej pixelated coretan putih yang membongkar-bangku percaya adalah fiuslage Amelia Earhart 's Lockheed Electra. Para penyelidik menemui apa yang mereka sebut sebagai anomali sambil mengepam gambar sonar dari menyelam musim panas lepas di pulau Nikumaroro di Pasifik tengah

Adakah Anda seorang Pengerusi Biased Directionally?

Adakah Anda seorang Pengerusi Biased Directionally?

Otak anda adalah organ dua bahagian - sebelah kiri dan sebelah kanan. Dan terdapat banyak fungsi otak, seperti kemahiran bahasa atau tangan yang anda tulis dengan, yang dianjurkan kebanyakannya di satu sisi otak atau yang lain. Ujian tingkah laku mudah kini membolehkan kami melihat bagaimana organisasi ini didedahkan melalui bias dalam bagaimana kita melihat dan berinteraksi dengan dunia - dan satu sama lain - selalunya tanpa kita menyedarinya

Dijumpai: Link yang Mungkin Antara Kenangan Emosi & Pemicu Sensor

Dijumpai: Link yang Mungkin Antara Kenangan Emosi & Pemicu Sensor

Sekiranya terdapat bau atau bunyi tertentu yang membawa kembali kenangan traumatik, ia mungkin kerana kenangan itu disimpan-sekurang-kurangnya sebahagiannya di kawasan otak yang berkaitan dengan input deria anda, menurut satu kajian minggu ini dalam Sains . Ahli sains Neuroses Benedetto Sacchetti mencari otak tikus untuk sambungan saraf antara deria dan kenangan sengit

Zink + Lead = New, Superheavy Addition to the Periodic Table

Zink + Lead = New, Superheavy Addition to the Periodic Table

Penyelidik di Jerman menghasilkan unsur 112 pada tahun 1996, dan kini ia telah diiktiraf oleh Kesatuan Antarabangsa untuk Kimia Tulen dan Gunaan, ia akan menjadi tambahan terbaru kepada jadual berkala unsur-unsur. Ia kini dikenali sebagai ununbium, Latin untuk 'one-one-two, ' tetapi ia akan diberi nama rasmi sebelum ia ditambahkan pada carta