La sfârșitul lunii octombrie, o disertație veche de jumătate de secol despre astrofizică, care conține informații preponderent depășite, a devenit un hit asupra descărcărilor, „punând jos” site-ul Universității din Cambridge.
Ce s-a întâmplat?
Pe 23 octombrie 2017, Universitatea din Cambridge a decis să pună la dispoziția publicului disertația celebrului om de știință și popularizator al științei Stephen Hawking, scrisă de el încă din 1966. Gândiți-vă: acum 51 de ani! Și deodată site-ul universității „s-a stins”. Apropo, chiar pe 24 octombrie, el „încă se ducea la culcare”, deși, uneori, era posibil să descarci și să descarci o disertație virală - în golurile dintre eșecurile noi.
Majoritatea mass-media au interpretat acest lucru ca un semn de entuziasm în activitatea savantului, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. Există doar aproximativ 70 de mii de descărcări, doar versiunea de bază a fișierului pdf cântărește 72 de megabyți - de aceea un mic server universitar nu a putut să o suporte. Dacă un fișier de câteva megabytes sau un server ar fi mai puternic, nu s-ar fi întâmplat nimic.
Adevărat, nimeni din Cambridge nu s-a gândit niciodată la un astfel de „trafic”, deoarece de obicei operele „populare” de acolo sunt descărcate de o sută de ori, iar cele nepopulare pot fi numărate pe o singură mână. Și nu este doar asta. Majoritatea celor care au descărcat disertația lui Hawking sunt puțin probabil să o poată citi integral. Ideea nu este doar că are 130 de pagini - mai important, ca, ca orice disertație, necesită o pregătire decentă din partea cititorului. Și, cu toate acestea, sensul său poate fi rezumat destul de pe scurt, lucru pe care îl vom face în continuare.
Despre ce este această disertație?
Video promotional:
Hawking examinează consecințele descoperirii expansiunii universului. Acest lucru a fost cunoscut deja în anii 1930 și a fost asumat (apropo, pentru prima dată - de către un rezident al URSS) încă din anii 1920. Pe baza faptului de expansiune, britanicul a analizat populara teorie Hoyle-Narlikar a gravitației. Potrivit ei, materia a apărut în afara legăturii cu extinderea Universului (astăzi se știe că exact opusul - în strânsă legătură).
Această teorie, așa cum a arătat mai întâi Hawking atunci, este eronată, deoarece nu este compatibilă cu Universul în expansiune. Este amuzant faptul că, deși însăși ipoteza pe care o critică este greșită, critica lui … a fost și ea greșită! Astăzi știm că expansiunea accelerată a universului face ca analiza lui Hawking să fie învechită. El nu a luat în considerare posibilitatea unei astfel de accelerații, motiv pentru care calculele incorectului Hoyle-Narilikar s-au dovedit a fi incorecte.
Cu toate acestea, disertația britanică a fost scrisă cu 30 de ani înainte de descoperirea expansiunii accelerate a Universului după Big Bang și este dificil să-l critici pe omul de știință pentru că nu a cunoscut acest fapt. Până la urmă, toată lumea greșește - Einstein nici nu a vrut să creadă că Universul se extinde, acest gând i s-a părut atât de ciudat la început. Nu este surprinzător faptul că conceptul nu mai puțin exotic al expansiunii în continuă accelerare nu a apărut lui Hawking acum jumătate de secol.
Apropo, cu puțin înainte de publicarea disertației sale, Hawking a sugerat că Hoyle și Narlikar ar putea avea dreptate - dacă există ceva în Univers cu masă negativă. Acum, „ceva” a fost înlocuit cu energia întunecată - ideea unei anumite substanțe care „împinge” spațiul în toate direcțiile, cam așa cum o face substanța Hawking cu masă negativă.
În capitolul doi, Hawking examinează efectul expansiunii universului asupra distribuției de masă în el. Acestea ating misterul galaxiilor - „insule ale materiei” din deșertul Universului, pe una dintre care trăim și noi. Autorul ajunge la concluzia că galaxiile nu ar putea să apară din neomogenitățile inițial mici ale Universului timpuriu și trebuie să existe o altă explicație. Care? Din păcate, acest lucru nu a fost pe deplin înțeles, nici în 1966, nici în ziua de azi. Dar însăși ideea că eterogenitățile misterioase ar fi trebuit să fie observate de la bun început, este încă găsirea unei noi confirmări.
În cel de-al treilea capitol, fizicianul atinge radiațiile gravitaționale - undele gravitaționale foarte descoperite abia anul trecut prin observații reale. Al patrulea este problema singularităților. Esența sa este că, conform conceptelor existente, înainte de Big Bang, materia ar fi trebuit să aibă densitate și temperatură infinită, fiind comprimată într-un punct cu lățimea zero, înălțimea și lungimea. În acei ani, mulți au încercat cumva să „scape” de singularitate în calcule - până la urmă, orice formulă fizică cu introducerea densității infinite încetează să descrie semnificativ evenimentele. Pur și simplu nu sunt destinate unor astfel de variabile.
Stephen Hawking în 1974. Foto: EAST NEWS
Hawking arată însă că astfel de soluții nu funcționează de fapt fără o singularitate. Nu se poate spune că de atunci am avansat în înțelegerea problemei semnificativ mai departe decât acum jumătate de secol. Încă este clar că singularitatea poate să fi existat și încă nu se știe dacă poate fi descrisă științific corect.
Poate părea că principala valoare a disertației lui Hawking constă în discutarea problemelor care și-au pierdut relevanța astăzi (cum ar fi ipoteza Hoyle-Narlikar) sau în analizarea situației cu galaxii, unde el subliniază problemele cu originea lor, dar nu poate găsi o soluție (de fapt, a sa sunt încă în căutare). După cum vedem, nimic senzațional din punctul de vedere al unei persoane din stradă. De unde provine această emoție, de ce site-ul a fost „dat jos”?
Hype Hawking
Pentru a înțelege acest lucru, merită să ne amintim cine este Hawking și de ce publicul îl cunoaște și îl iubește. El și-a adus cea mai mare contribuție la studiul găurilor negre - corpuri a căror densitate este atât de mare încât lumina nu poate scăpa de câmpul lor gravitațional. În exterior, ei, potrivit logicii, ar trebui să fie complet negri - până la urmă, chiar și fotoni de lumină nu pot zbura de la ei. Britanicul a reușit să aplice termodinamica la studiul găurilor negre și să demonstreze că de fapt … radiază! Aruncați fotoni (deși foarte rar). Adică, strict vorbind, nu sunt atât de negre.
Apropo, acest lucru înseamnă, de asemenea, că nu sunt veșnice, dar mici găuri negre au o viață extrem de scurtă. Toată energia lor este transformată într-o astfel de radiație și, literalmente, „se evaporă”. Ei numesc asta - Radiație Hawking. La urma urmei, el a fost cel care a calculat-o pentru prima dată, precum și faptul că, din cauza lui, găurile negre se evaporă și mor. Calculat … dar nu s-a deschis.
Da, radiația Hawking, așa cum se întâmplă adesea în știință, nu a fost deloc descoperită de cel după care a fost denumit acest fenomen. Lucrarea lui Hawking cu privire la radiații („evaporarea găurilor negre”) a fost publicată în 1974. Și cu un an înainte, vizitase URSS. Acolo, oamenii de știință sovietici Zeldovich și Starobinsky i-au demonstrat din punct de vedere teoretic că fotonii cu o lungime de undă mai lungă decât orizontul de eveniment al găurii negre (zona în care restul fotonilor sunt interceptați de gravitație) trebuie să depășească gravitatea găurii negre din cauza tunelării cuantice.
Esența acestui efect este că un foton, potrivit legilor mecanicii cuantice, cu o anumită probabilitate poate depăși un obstacol aparent inevitabil (o oglindă sau gravitatea unei găuri negre) dacă energia sa este peste un anumit nivel.
Demonstrarea efectului descris.
De fapt, Zeldovici nu a venit cu toate acestea în sine - ideea a fost exprimată de fizicianul sovietic Vladimir Gribov, chiar înainte de venirea lui Hawking în URSS. Adică radiația ar fi trebuit să fie numită radiație a lui Gribov - dacă, desigur, savantul sovietic își oficializa gândul în lucrarea corespunzătoare cu calculele necesare. Din păcate, nu a făcut acest lucru, exprimându-l doar oral, de unde Zeldovich a aflat despre ea.
Hawking mai are multe alte lucrări - de exemplu, el a demonstrat matematic că „găurile negre nu au păr”. Mai precis, este imposibil să înveți nimic despre gaura neagră pe care acești fotoni au lăsat-o de la astfel de fotoni (radiația Gribov-Hawking). De aici rezultă că conținutul găurilor negre nu ne poate fi cunoscut - în ciuda faptului că ele emit ocazional. Chiar dacă gaura neagră nu ar fi constituită din materia noastră, ci din antimaterie, ar fi absolut imposibil să înțelegem acest lucru prin fotonii de radiație care ajung la noi.
Și totuși, să fim sinceri - multe lucrări interesante în rândul fizicienilor moderni au fost scrise de nu atât de puțini oameni. Smolin, Thorne, Penrose - și o mulțime de alții. Cu toate acestea, dacă opriți un trecător pe stradă și întrebați ce crede despre acești oameni, atunci cel mai probabil va spune că nu știe niciunul dintre ei. De ce este Hawking atât de faimos? Există mulți factori ai succesului său, dar principalul este soarta sa neobișnuită și caracterul său extraordinar de persoană.
Carisma lui Hawking
Fizicianul suferă de scleroză laterală amiotrofică. Aceasta este o boală foarte rară, cu un mecanism de acțiune neclar, datorită faptului că neuronii motori dispar în om. Mai întâi vine paralizia, apoi moartea din stop respirator. Acest diagnostic teribil i-a fost făcut în 1963. Deoarece medicii tocmai începeau să studieze o boală exotică, în plus, ei au mai spus că a mai rămas 2-3 ani pentru a trăi. Hawking avea atunci 21 de ani, iar perspectiva unei moarte oarecum premature îl supăra. Apoi s-a concentrat și a decis să facă cât mai mult în domeniul științific. După cum recunoaște sincer savantul, înainte de asta a studiat și a lucrat de bună voie, dar fără fanatism - dar după diagnostic, totul s-a schimbat. Când îți dai seama că nu mai este timp, devine mult mai ușor să-l apreciezi.
Au trecut 54 de ani de atunci, iar omul de știință este încă în viață. E adevărat, numai mușchii din zona obrazului și-au păstrat mobilitatea. Întorcându-le, el controlează un computer special modificat, care sintetizează semnale din mușchiul fizicianului în cuvinte. În acest mod laborios, cercetătorul comunică la conferințe științifice și chiar la conferințe publicului larg. Este poate cea mai faimoasă persoană cu un handicap în rândul oamenilor de știință în viață - și cea mai de succes în depășirea unei boli atât de grave. Desigur, un fizician teoretic cu astfel de particularități este mai probabil ca alții să atragă atenția mass-media și a „maselor largi”.
Ei bine, aici cea de-a doua componentă a popularității Hawking „trage” - pop-ul științei moderne. Din păcate, are propriile legi, printre care media și hype-ul personajului despre care scrii este aproape principalul factor care determină dacă merită să scrii despre el. Cine știe despre Gribov, cine a sugerat radiația găurilor negre? Nimeni, a murit în 1997, practic necunoscut în afara academiei. Zeldovici, cândva un fizician foarte „media” al erei sovietice, este, de asemenea, să zicem că nu este prea mult un zvon astăzi. Da, Hawking este foarte capabil să creeze analogii accesibile oamenilor de diferite profesii, dar cosmologul Novikov a știut să le inventeze la fel de bine … Care este singura explicație strălucitoare a naturii fizice a călătoriei timpului către ei - faimosul principiu Novikov!
Desigur, acest lucru nu înseamnă că un om de știință trebuie neapărat să fie dezactivat pentru popularitate. Există, de asemenea, Higgs (bosonul Higgs), sau astronomul Mike Brown (planeta Batygin-Brown, este a noua planetă). Dar dacă nu ați descoperit particulele care au determinat parametrii literalului tot ceea ce există în lumea înconjurătoare sau a unei planete noi în sistemul solar, nu va fi ușor să contați pe popularitate. O persoană care nu renunță la o boală gravă de douăzeci de ori mai lungă decât se așteptau medicii este, poate, un candidat demn pentru astfel de „celebrități atipice”.
ALEXANDER BEREZIN
