广义相对论光环下的明星（关于斯蒂芬霍金的宇宙的简述）

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斯蒂芬.霍金，作为一个家喻户晓的科学家，他的科学成就只能说出色，但是不能归为伟大那一类。

斯蒂芬.霍金

斯蒂芬.霍金

之所以出名，是因为他的研究是宇宙和天体的演化，相比于研究量子力学的物理学家，他的研究更能吸引大众的目光。

他的物理成就，我们可以用一句话来概括：

给出了广义相对论场方程有解的边界条件，这些条件称为能量条件，能量条件一共有四个；在此基础上衍生出两个理论，一个是霍金辐射，还有一个是奇点理论。

也有把奇点理论称为奇点定理的，但是从物理学的角度来讲，没有被观测证实的理论，都不能成为定律。

霍金辐射和奇点理论都没有办法用实验正式，它们都只是数学上推理的成果。

所以霍金一生都未得诺贝尔奖。

斯蒂芬.霍金毕业于剑桥大学，在牛津大学三一学院获得博士学位。

牛津大学三一学院，霍金在此获得博士学位

牛津大学三一学院，是一个非常牛的学院。

之所以叫三一学院，是因为学院方面声称上帝是三位一体的。

学院成立于1555年，那一年正是大明嘉靖年间，倭寇犯浙江。

牛津大学三一学院出来的学生有很多著名的科学家和政治家，大科学家牛顿就是毕业于三一学院。

牛顿因为质疑上帝三位一体，还被学院惩罚过。

亚洲最伟大的数学天才拉马努金就在三一学院学习。

拉马努金有一个在中国家喻户晓的师弟，叫华罗庚，他们的老师是英国著名数学家哈代。

所以，把斯蒂芬.霍金称为华罗庚的校友也不为过。

广义相对论场方程是一个偏微分方程，在通常情况下没有普遍意义上的解析解。

爱因斯坦自己推导出来的方程，他一个解也没给出

施瓦西给出了广义相对论场方程天体演化的第一个解，一个不带电和不旋转的黑洞。

这是第一个现代物理意义上的黑洞。

前苏联数学家亚历山大.佛里德曼给出了广义相对论场方程宇宙演化的解。

因为广义相对论场方程求解非常困难，只有在极端的情况下才有少数的解。

所以寻找广义相对论场方程的解一直是天体物理学家的主要任务。

在上个世纪60年代研究广义相对论的学术小组除了

斯蒂芬.霍金

等人以外，还有前苏联的一批非常优秀的科学家。

苏联科学家仰仗着自己深厚的数学功底，试图寻找广义相对论场方程的解析解，结果以失败而告终。

斯蒂芬.霍金

等人采取了一个比较聪明的侧面迂回办法去解决这个问题。

他们用了当时比较新的一门分析方法：解析几何里的全域法，去搜索解的范围。

得到了四个广义相对论场方程有解的边界条件，这些条件被称为能量条件。

把能量条件代入黑洞视界边界的时候，会得到一个解。

这个解显示，黑洞有向外辐射能量，这就是所谓的霍金辐射。

霍金辐射示意图

在现代物理学的手段里面，霍金辐射没办法被证实。

但是

根据霍金辐射的理论，黑洞越小，辐射越强烈。

如果黑洞非常小的话，在一瞬间就会被蒸发掉。

所以人类目前还没有找到非常小的黑洞，只是从侧面的给了这个理论一个支持。

过了几年，

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等人又证明：

如果存在裸的奇点，在奇点的周围会出现闭合的类空测地线和类光测地线，外界物质向奇点掉落的过程会违反因果关系。

因此反证出所有的奇点都会被视界所包围，也就是说不存在裸的奇点。

这就是所谓的奇点定律，或者是奇点理论。

可能是

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已经解决了一般性的问题，很多科学家就放弃了这方面的研究。

这个领域就只有

斯蒂芬.霍金

的声音最响亮，久而久之，霍金就成了宇宙学里唯一的权威。

以上就是

斯蒂芬.霍金

的主要物理学贡献。

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