Október végén egy fél évszázados asztrofizikai disszertáció, amely többnyire elavult információkat tartalmaz, a letöltések sújtotta a Cambridge-i Egyetem oldalát.
Mi történt?
2017. október 23-án a Cambridge-i Egyetem úgy határozott, hogy nyilvánosan elérhetővé teszi a híres tudós és a tudomány népszerűsítője, Stephen Hawking disszertációját, amelyet ő írt 1966-ban. Gondolj bele: 51 évvel ezelőtt! És hirtelen "lement" az egyetem weboldala. Mellesleg, még október 24-én is periodikusan még mindig "lefeküdött", bár néha még mindig lehetett áttörni és letölteni egy vírusos disszertációt - az új kudarcok közötti résekben.
A legtöbb média ezt a tudós izgalmának jeleként értelmezte, de ez nem teljesen igaz. Csak kb. 70 ezer letöltés van, a pdf fájl csak az alapváltozatának súlya 72 megabájt - ezért egy kis egyetemi szerver nem bírja el. Ha egy pár megabájtos fájl vagy egy szerver nagyobb lenne, semmi sem történt volna.
Igaz, hogy Cambridge-ben senki sem gondolt az ilyen "forgalomra", mert általában onnan onnan "népszerű" alkotásait százszor töltik le, és a nempopuláris művek egyrészt számíthatók. És nem csak ez. A legtöbb ember, aki letöltötte Hawking disszertációját, nem valószínű, hogy teljes mértékben el tudja olvasni. A lényeg nem csak az, hogy 130 oldalú - még ennél is fontosabb, hogy, mint minden disszertáció, az olvasó tisztességes előkészítését igényli. És ennek ellenére jelentését röviden össze lehet foglalni, amit az alábbiakban ismertetünk.
Miről szól ez a disszertáció?
Promóciós videó:
Hawking az univerzum kiterjedésének felfedezésének következményeit vizsgálja. Ez már az 1930-as években vált ismertté, és (egyébként először - a Szovjetunió lakosa) feltételezte, hogy az 1920-as években. A terjeszkedés ténye alapján a brit elemezte az akkor népszerű Hoyle-Narlikar gravitációs elméletet. Elmondása szerint az anyag az univerzum kiterjedésével való kapcsolaton kívül jelent meg (ma ismert, hogy éppen ellenkezőleg - szoros kapcsolatban).
Ez az elmélet, amint azt Hawking először megmutatta, téves, mivel nem kompatibilis a bővülő Univerzummal. Vicces, hogy bár az a kritika, amelyet kritizál, helytelen, a kritikája … szintén téves! Ma tudjuk, hogy az univerzum felgyorsult terjeszkedése elavulttá teszi Hawking elemzését. Nem vette figyelembe az ilyen gyorsulás lehetőségét, ezért maga a Hoyle-Narilikar hibaságának kiszámítása tévesnek bizonyult.
A brit disszertáció azonban 30 évvel azelőtt állt, hogy felfedezték a világegyetem felgyorsuló terjeszkedését a nagy robbanás után, és nehéz a tudósot kritizálni, mert nem ismeri ezt a tényt. Végül mindenkinek téved - Einstein szintén nem akarta elhinni, hogy az Univerzum bővül, ez a gondolat eleinte olyan furcsának tűnt számára. Nem meglepő, hogy az egyre gyorsuló terjeszkedés nem kevésbé egzotikus fogalma nem fordult elő Hawking fél évszázaddal ezelőtt.
Mellesleg, röviddel a disszertáció közzététele előtt Hawking azt javasolta, hogy Hoyle-nak és Narlikar-nak igaza lehet - ha van valami az univerzumban negatív tömeggel. Most ezt a „valamit” felváltotta a sötét energia - egy bizonyos anyag elképzelése, amely „minden irányba tolja” a teret, kissé hasonló ahhoz, ahogyan Hawking negatív tömegű anyaga ezt megteszi.
A második fejezetben Hawking megvizsgálja az univerzum tágulásának a benne lévő tömeg eloszlására gyakorolt hatását. Megérinti a galaxisok misztériumát - az "anyag szigeteit" az Univerzum sivatagában, amelyek egyikén szintén élünk. A szerző arra a következtetésre jut, hogy a galaxisok nem merülhetnek fel a korai világegyetem kezdetben kicsi inhomogén tulajdonságai miatt, és további magyarázatnak kell lennie. Melyik? Sajnos, ezt sem 1966-ban, sem ma nem tudták teljesen megérteni. Az a gondolat, hogy a titokzatos heterogenitásoknak már a kezdetektől fogva észrevehetőnek kellett lennie, még mindig új megerősítést talál.
A harmadik fejezetben a fizikus megérinti a gravitációs sugárzást - azokat a nagyon gravitációs hullámokat, amelyeket csak tavaly fedeztek fel valódi megfigyelések útján. A negyedik a szingularitások problémája. Lényege, hogy a meglévő koncepciók szerint a Nagyrobbanás előtt az anyagnak végtelen sűrűséggel és hőmérsékleten kellett lennie, és egy pontba összenyomódott volna, ahol nulla szélesség, magasság és hosszúság lenne. Azokban az években sokan megpróbálták valahogy "megszabadulni" a szingularitástól a számításokban - elvégre minden olyan fizikai képlet, amelynek végtelen sűrűsége vezet be, megszünteti az események értelmes leírását. Ezeket a változókat egyszerűen nem szánják.
Stephen Hawking 1974-ben. Fotó: HETI HÍREK
Hawking azonban azt mutatja, hogy az ilyen megoldások valójában nem működnek szingularitás nélkül. Nem mondhatjuk, hogy azóta jelentősen tovább fejlődött a kérdés megértése, mint a jelölt fél évszázadja ezelőtt. Még mindig egyértelmű, hogy a szingularitás létezett, és továbbra sem tisztázott, hogy tudható-e megfelelően tudományosan leírni.
Úgy tűnhet, hogy Hawking disszertációjának legfontosabb értéke a napjainkban relevanciáját elvesztett kérdések megvitatása (például a Hoyle-Narlikar hipotézis), vagy a galaxisok helyzetének elemzése, ahol rámutat az eredetükre vonatkozó problémákra, de nem talál megoldást (valójában még mindig keresnek). Mint láthatjuk, az utcai ember szempontjából semmi szenzációs. Honnan származik ez az izgalom, miért „helyezték el” a helyet?
Hype Hawking
Ennek megértése érdekében érdemes emlékezni arra, hogy ki is Hawking, és miért ismeri és szereti a közönség őt. Leginkább hozzájárult a fekete lyukak - olyan testek -, amelyekben a sűrűség olyan nagy, hogy a fény nem tud kijutni a gravitációs mezőjéből, tanulmányozásához. Kívül a logika szerint teljesen feketének kell lennie - elvégre még a fény fotonjai sem tudnak elrepülni tőlük. A britnek sikerült termodinamikát alkalmaznia a fekete lyukak tanulmányozására, és bebizonyítani, hogy valójában … sugárznak! Dobj ki fotonokat (bár nagyon ritkán). Vagyis szigorúan véve nem olyan fekete.
Egyébként ez azt is jelenti, hogy nem örökkévalók, de a kis fekete lyukak rendkívül rövid élettartamúak. Minden energiájukat ilyen sugárzásré alakítják, és szó szerint "elpárolognak". Ezt hívják - Hawking sugárzás. Végül is ő volt az, aki először kiszámította, valamint az a tény, hogy emiatt a fekete lyukak elpárolognak és meghalnak. Számítva … de nem nyílt meg.
Igen, a Hawking-sugárzást, amint azt a tudományban gyakran tapasztalják, egyáltalán nem fedezte fel az a személy, akinek ezt a jelenséget elnevezték. Hawking sugárzásról szóló munkáját ("a fekete lyukak elpárologtatása") 1974-ben tették közzé. És egy évvel azelőtt meglátogatta a Szovjetuniót. Itt a szovjet tudósok, Zeldovich és Starobinsky elméleti szempontból megmutatták neki, hogy a fekete lyuk eseményhorizontjánál hosszabb hullámhosszú fotonoknak (az a zóna, ahol a többi foton a gravitáció által elfoglalták) meg kell küzdeniük a fekete lyuk gravitációját a kvantum-alagút miatt.
Ennek a hatásnak az a lényege, hogy a foton, a kvantummechanika törvényei szerint, bizonyos valószínűséggel képes legyőzni egy látszólag elkerülhetetlen akadályt (tükör vagy egy fekete lyuk gravitációja), ha az energiája egy bizonyos szint felett van.
A leírt hatás bemutatása.
Valójában Zeldovics mindezzel nem jött fel - az elképzelést a szovjet fizikus, Vladimir Gribov fejezte ki még Hawkingnak a Szovjetunióba érkezése előtt. Vagyis a sugárzást Gribov sugárzásának kellett volna nevezni - ha természetesen a szovjet tudós a megfelelő munkában a szükséges számításokkal formalizálta volna gondolatát. Sajnos ezt nem tette, csak szóbeli hangon szólalt meg, ahonnan Zeldovics megtudta róla.
Hawkingnak számos más munkája is van - például ő volt az, aki matematikailag bebizonyította, hogy "a fekete lyukaknak nincs haja". Pontosabban: nem lehet megtanulni semmit a fekete lyukról, amelyet ezek a fotonok hagytak az ilyen fotonokból (Gribov-Hawking sugárzás). Ebből következik, hogy a fekete lyukak tartalma megismerhetetlen számunkra - annak ellenére, hogy alkalmanként bocsátanak ki. Még akkor is, ha a fekete lyuk nem az anyagunkból, hanem az antianyagból áll, abszolút lehetetlen megérteni ezt a bennünk lévő sugárzási fotonok által.
És mégis, legyünk őszinte - a modern fizikusok körében sok érdekes munkát nem kevés ember írt. Smolin, Thorne, Penrose - és még sok más. Ennek ellenére, ha megáll egy járókelőt az utcán, és megkérdezi, hogy mit gondol ezekről az emberekről, akkor valószínűleg azt fogja mondani, hogy egyiket sem ismeri. Miért olyan híres Hawking? Sikerének sok tényezője van, de a legfontosabb az, hogy szokatlan sorsa és rendkívüli személyisége.
Hawking karizma
A fizikus amototróf laterális sclerosisban szenved. Ez egy nagyon ritka betegség, amelynek hatásmechanizmusa nem egyértelmű, amelynek eredményeként a motoros neuronok elhalnak az emberekben. Először bénulás, majd halál légzésmegállás következtében. Ezt a szörnyű diagnózist 1963-ban vezették rá. Mivel az orvosok éppen csak egy egzotikus betegséget vizsgáltak, emellett azt is mondták, hogy 2-3 éve van hátra az életében. Hawking akkor 21 éves volt, és egy kissé korai halál esélye felborította. Aztán koncentrált és úgy döntött, hogy minél többet tudományos területen tegyen. Ahogy a tudós becsületesen elismeri, ezt megelőzően önként tanulmányozott és dolgozott, fanaticizmus nélkül - de a diagnózis után minden megváltozott. Amikor rájössz, hogy nincs több idő, sokkal könnyebb megérteni azt.
54 év telt el azóta, és a tudós még mindig életben van. Igaz, hogy csak az arcterület izmai tartották mozgékonyságát. Ráncolva őket, vezérel egy speciálisan módosított számítógépet, amely szavakba szintetizálja a fizikus izma jeleit. Ilyen nehézkes módon a kutató tudományos konferenciákon és akár előadásokon keresztül kommunikál a nagyközönség előtt. Talán a leghíresebb fogyatékossággal élő ember az élő tudósok körében - és a legsikeresebb egy ilyen súlyos betegség leküzdésében. Természetesen egy ilyen sajátosságokkal rendelkező elméleti fizikus, mint mások, nagyobb valószínűséggel kapja a média és a „széles tömegek” figyelmét.
Nos, itt Hawking népszerűségének második alkotóeleme "kiszűri" - a modern tudományos pop. Sajnos saját törvényei vannak, amelyek között a média és a karakter hypeje szinte a fő tényező, amely meghatározza, hogy érdemes-e egyáltalán róla írni. Ki tudja Gribovról, aki javasolta a fekete lyukak sugárzását? Senki sem, 1997-ben halt meg, gyakorlatilag ismeretlen az akadémián kívül. Zeldovics, aki egykor a szovjet korszak nagyon "média" fizikusa volt, mondjuk, nem túl sok pletyka. Igen, Hawking nagyon jól képes analógiákat létrehozni a különféle szakmák számára elérhetők számára, ám Novikov kozmológus tudta, hogyan kell kitalálni őket. Mi az egyetlen briliáns magyarázat a velük való utazás fizikai természetére - a híres Novikov-elv!
Ez természetesen nem azt jelenti, hogy a tudósot szükségszerűen le kell tiltani a népszerűsége érdekében. Van még Higgs (a Higgs-bozon) vagy Mike Brown csillagász (a Batygin-Brown bolygó, ez a kilencedik bolygó). De ha nem fedezte fel azt a részecskét, amely meghatározza a környező világban szó szerint minden paraméterét, vagy egy új bolygót a Naprendszerben, akkor nem lesz könnyű számolni a népszerűségről. Az a személy, aki az orvosok szerint húszszor hosszabb ideig nem ad fel egy súlyos betegség előtt, valószínűleg méltó jelölt az ilyen "atipikus hírességekre".
ALEXANDER BEREZIN