2018年3月14日,霍金去世,這顆在宇宙中發亮的星星終於迎來了一個完美的落幕。他在世時,為人類在宇宙探索中奉獻了太多的精力和知識,不過,就像霍金在遙望星空,心中不免會存在有這樣的疑惑:宇宙是怎麼誕生的?經過一系列的研究後,霍金在時間簡史中提出了奇點理論。
愛因斯坦在沒有提出宇宙常數之前認為宇宙是靜態的,不過,這個理論是講不通的,因為之後研究的數據顯示宇宙並不是靜態的理論,之後,愛因斯坦提出宇宙常數的概念,並且寫進廣義相對論。
另外,宇宙不是靜止的情況下,宇宙應該會是一個什麼狀態?哈勃通過射電望遠鏡發現,宇宙的星系正在不斷地以一個飛快的速度遠離,也就是說,宇宙正在以一定的速度膨脹。即宇宙膨脹理論。就像一個氣球不斷的膨脹,直到一個極限值。
基於廣義相對論的結論,也就是宇宙正在膨脹的說法,霍金認為宇宙在膨脹之前會存在有一個無限小的狀態。如果從物理學家的角度來說,就是一個體積無限小,密度無限大、引力無限大的情況下,無數物質之間相互緊密連接在一起的狀態,這個點就是霍金所謂的奇點理論。
奇點理論是基於利用數學工具證明出來的,並且是在廣義相對論正確的情況下提出的,也就是說,如果廣義相對論是錯誤的,那麼奇點理論也說不通,也就是奇點失效。並且基於奇點理論,宇宙是一個有開端,有邊界的點。
在奇點理論不能站穩腳跟的情況下,霍金再次提出了宇宙無邊界模型,也就是宇宙沒有邊界和奇點,宇宙是一個獨立的個體存在,自己供養自己,不需要依靠外來的來源生存。同時,宇宙也不是自我消失或者自我創造,它就是一個存在,不需要上帝的幫助。
不過,霍金提出的更具有說服力和權威的理論應該是霍金輻射。眾所周知,一顆恆星內部的燃料完全燃盡之後,在引力作用下會形成黑洞,並且任何物質,包括光在內,只要進入黑洞,就不可能逃出黑洞的爪子。
那麼,基於任何能夠發熱的物質都會產生輻射的理論,黑洞是怎麼發出輻射?霍金研究後發現,原來黑洞的邊緣會產生成對的粒子,而具有負能量的粒子會被黑洞吞噬,而正能量的粒子以一種輻射的方式向外發射。這就是霍金提出的「霍金輻射」。
霍金雖然去世,但是他提出的理論在整個宇宙學中佔據了至關重要的地位,不過,宇宙之外或許還有更多等待他的事物。