I slutten av oktober ble en avhandling fra et halvt århundre om astrofysikk, som for det meste inneholder utdatert informasjon, en hit på nedlastinger, og "satte ned" nettstedet til University of Cambridge.
Hva skjedde?
23. oktober 2017 bestemte University of Cambridge seg for å gjøre offentlig avhandling om den berømte vitenskapsmannen og popularisereren av vitenskapen Stephen Hawking, skrevet av ham tilbake i 1966. Tenk på det: For 51 år siden! Og plutselig "gikk nettstedet til universitetet" ned. Forresten, selv den 24. oktober, gikk han med jevne mellomrom fremdeles til sengs, selv om det fremdeles noen ganger var mulig å bryte gjennom og laste ned en viral avhandling - i gapene mellom nye feil.
De fleste av media tolket dette som et tegn på spenning i forskerens arbeid, men dette er ikke helt sant. Det er bare rundt 70 tusen nedlastinger, bare den grunnleggende versjonen av pdf-filen veier 72 megabyte - det var derfor en liten universitetsserver ikke tålte det. Hvis en fil på et par megabyte eller en server var kraftigere, ville ingenting skjedd.
Det er sant at ingen i Cambridge tenkte på en slik "trafikk", fordi vanligvis "populære" verk derfra lastes ned hundre ganger, og upopulære kan regnes på en hånd. Og det er ikke bare det. De fleste av dem som lastet ned avhandling fra Hawking, vil sannsynligvis ikke kunne lese den fullstendig. Poenget er ikke bare at den har 130 sider - enda viktigere er at det, som enhver avhandling, krever anstendig forberedelse fra leserens side. Og allikevel kan betydningen oppsummeres ganske kort, noe vi vil gjøre nedenfor.
Hva handler denne avhandlingen om?
Salgsfremmende video:
Hawking undersøker konsekvensene av å oppdage utvidelsen av universet. Dette ble kjent allerede på 1930-tallet og ble antatt (forresten, for første gang - av en innbygger i USSR) tilbake på 1920-tallet. Basert på ekspansjonens faktum, analyserte briten den daværende populære Hoyle-Narlikar-teorien om gravitasjon. I følge henne dukket saken opp utenfor forbindelse med utvidelsen av universet (i dag er det kjent at akkurat det motsatte - i nær forbindelse).
Denne teorien, som Hawking først viste den gang, er feil, siden den ikke er forenlig med det ekspanderende universet. Det er morsomt at selv om selve hypotesen om at han kritiserer er feil, var kritikken hans … også feil! I dag vet vi at den akselererte utvidelsen av universet gjør Hawkings analyse foreldet. Han tok ikke hensyn til muligheten for en slik akselerasjon, og det var derfor beregningene av Hoyle-Narilikar-uriktigheten i seg selv viste seg å være uriktige.
Imidlertid ble den britiske avhandlingen skrevet 30 år før oppdagelsen av den akselererende ekspansjonen av universet etter Big Bang, og det er vanskelig å kritisere forskeren for ikke å vite dette. Til slutt tar alle feil - Einstein ønsket heller ikke å tro at universet ekspanderte, denne tanken virket så rart for ham med det første. Det er ikke overraskende at det ikke mindre eksotiske konseptet med stadig akselererende ekspansjon ikke skjedde for Hawking for et halvt århundre siden.
For øvrig, rett før publiseringen av avhandlingen hans, antydet Hawking at Hoyle og Narlikar kunne ha rett - hvis det er noe i universet med negativ masse. Nå har dette "noe" blitt erstattet av mørk energi - ideen om et visst stoff som "skyver" plass i alle retninger, litt som hvordan Hawkings stoff med negativ masse gjør det.
I kapittel to undersøker Hawking effekten av utvidelsen av universet på massefordelingen i det. De berører galaksenes mysterium - "materieøyer" i ørkenen til universet, på den vi også lever. Forfatteren konkluderer med at galakser ikke kunne oppstå fra opprinnelig små inhomogeniteter i det tidlige universet, og det må være en annen forklaring. Hvilken? Akk, dette ble ikke helt forstått, verken i 1966 eller i dag. Men selve ideen om at de mystiske heterogenitetene burde ha blitt lagt merke til helt fra begynnelsen av, er fortsatt å finne en ny bekreftelse.
I det tredje kapittelet berører fysikeren gravitasjonsstråling - selve gravitasjonsbølgene som ble oppdaget bare i fjor gjennom reelle observasjoner. Det fjerde er problemet med singulariteter. Essensen er at ifølge eksisterende begreper, før Big Bang, skulle materien ha hatt uendelig tetthet og temperatur og blitt komprimert til ett punkt med null bredde, høyde og lengde. I disse årene prøvde mange på en eller annen måte å "kvitte seg med" singulariteten i beregningene - tross alt opphører fysiske formler med innføring av uendelig tetthet å meningsfullt beskrive hendelser. De er rett og slett ikke ment for slike variabler.
Stephen Hawking i 1974. Foto: ØSTNE NYHETER
Hawking viser imidlertid at slike løsninger faktisk ikke fungerer uten enestående. Det kan ikke sies at vi siden den gang har utviklet oss til å forstå saken betydelig lenger enn kandidatens for et halvt århundre siden. Det er fremdeles tydelig at singulariteten kan ha eksistert, og det er fremdeles uklart om den vitenskapelig kan beskrives riktig.
Det kan se ut som at hovedverdien av Hawkings avhandling er i å diskutere spørsmål som har mistet sin relevans i dag (som Hoyle-Narlikar-hypotesen), eller i å analysere situasjonen med galakser, der han påpeker problemer med opprinnelsen, men ikke finner en løsning (faktisk hans er fremdeles på jakt etter). Som vi kan se, ikke noe oppsiktsvekkende sett fra en person fra gaten. Hvor kommer denne spenningen fra, hvorfor ble nettstedet "lagt ned"?
Hype Hawking
For å forstå dette er det verdt å huske hvem Hawking er, og hvorfor publikum kjenner og elsker ham. Han ga sitt største bidrag til studiet av sorte hull - kropper med tetthet er så høy at lys ikke kan slippe ut av gravitasjonsfeltet. Utenfor skal de, ifølge logikken, være helt svarte - tross alt kan ikke engang fotoner av lys fly fra dem. Britten klarte å anvende termodynamikk på studiet av sorte hull og bevise at de faktisk … stråler! Kast ut fotoner (selv om det er veldig sjelden). Det vil si strengt tatt at de ikke er så svarte.
For øvrig betyr dette også at de ikke er evige, men små sorte hull er ekstremt kortvarige. All energien deres konverteres til slik stråling, og de bokstavelig talt "fordamper". De kaller det det - Hawking-stråling. Det var jo han som først beregnet det, så vel som det faktum at svarte hull fordamper og dør på grunn av det. Beregnet … men åpnet ikke.
Ja, Hawking-strålingen, som ofte er tilfelle i vitenskapen, ble overhode ikke oppdaget av den som dette fenomenet ble oppkalt etter. Hawkings arbeid med stråling ("fordampning av sorte hull") ble publisert i 1974. Og et år før det hadde han besøkt Sovjetunionen. Der demonstrerte sovjetiske forskere Zeldovich og Starobinsky for ham fra et teoretisk synspunkt at fotoner med en bølgelengde lengre enn begivenhetshorisonten til et svart hull (sonen der resten av fotonene blir oppfanget av tyngdekraften) må overvinne tyngdekraften i det sorte hullet på grunn av kvantetunneling.
Essensen av denne effekten er at et foton, i henhold til kvantemekanikkens lover, med en viss sannsynlighet kan overvinne et tilsynelatende uunngåelig hinder (et speil, eller tyngdekraften til et svart hull) hvis energien er over et visst nivå.
Demonstrasjon av den beskrevne effekten.
Faktisk kom Zeldovich ikke med alt dette selv - ideen ble uttrykt av den sovjetiske fysikeren Vladimir Gribov, selv før Hawkings ankomst i Sovjetunionen. Det vil si at strålingen skal ha blitt kalt Gribovs stråling - hvis selvfølgelig den sovjetiske forskeren formaliserte sin tanke i det aktuelle arbeidet med de nødvendige beregningene. Akk, han gjorde ikke dette, bare ga ordet det muntlig, hvor Zeldovich fikk vite om henne.
Hawking har også mange andre arbeider - for eksempel var det han som matematisk beviste at "svarte hull ikke har noe hår." Mer presist er det umulig å lære noe om det sorte hullet som disse fotonene etterlot seg fra slike fotoner (Gribov-Hawking-stråling). Det følger av dette at innholdet i svarte hull er ukjent for oss - til tross for at de av og til avgir. Selv om det svarte hullet ikke besto av saken vår, men av antimaterie, ville det være helt umulig å forstå dette ved at strålingsfotonene når oss.
Og likevel, la oss være ærlige - mange interessante arbeider blant moderne fysikere er skrevet av ikke så få mennesker. Smolin, Thorne, Penrose - og en hel rekke andre. Likevel, hvis du stopper en forbipasserende på gaten og spør hva han synes om disse menneskene, vil han sannsynligvis si at han ikke kjenner noen av dem. Hvorfor er Hawking så berømt? Det er mange faktorer for hans suksess, men den viktigste er hans uvanlige skjebne og hans ekstraordinære karakter som person.
Hawkings karisma
Fysikeren lider av amyotrofisk lateral sklerose. Dette er en veldig sjelden sykdom med en uklar virkningsmekanisme som motoriske nevroner dør av hos mennesker. Først kommer lammelse, og deretter død fra åndedrettsstans. Denne forferdelige diagnosen ble stilt til ham i 1963. Siden legene akkurat begynte å studere en eksotisk sykdom, sa de i tillegg at han hadde 2-3 år igjen å leve. Hawking var da 21 år gammel, og utsiktene til en noe for tidlig død forrykte ham. Så konsentrerte han seg og bestemte seg for å gjøre så mye som mulig på det vitenskapelige feltet. Som forskeren ærlig innrømmer, før det studerte han og jobbet villig, men uten fanatisme - men etter diagnosen forandret alt seg. Når du innser at det ikke er mer tid, blir det mye lettere å sette pris på det.
54 år har gått siden den gang, og forskeren er fremdeles i live. Det er sant, bare musklene i kinnområdet beholdt bevegeligheten. Ved å rykke dem kontrollerer han en spesiell modifisert datamaskin som syntetiserer signaler fra fysikerens muskel til ord. På denne arbeidskrevende måten kommuniserer forskeren på vitenskapelige konferanser og til og med forelesninger for allmennheten. Han er kanskje den mest kjente personen med nedsatt funksjonsevne blant levende forskere - og den mest vellykkede med å overvinne en så alvorlig sykdom. Selvfølgelig er det mer sannsynlig at en teoretisk fysiker med slike særegenheter enn andre får oppmerksomhet fra media og de "brede massene".
Vel, her skyter den andre komponenten av Hawkings popularitet - moderne vitenskapspop. Dessverre har det sine egne lover, der mediene og hypen om karakteren du skriver om nesten er hovedfaktoren som avgjør om det i det hele tatt er verdt å skrive om ham. Hvem vet om Gribov, som foreslo stråling av sorte hull? Ingen, han døde i 1997, tilnærmet ukjent utenfor akademia. Zeldovich, en gang en veldig "media" -fysiker fra sovjettiden, er også, la oss si, ikke for mye rykter i dag. Ja, Hawking er veldig godt i stand til å lage analogier tilgjengelige for mennesker med forskjellige yrker, men kosmologen Novikov visste hvordan de skulle oppfinne dem like godt … Hva er den eneste geniale forklaringen på den fysiske karakteren av tidsreiser til dem - det berømte Novikov-prinsippet!
Dette betyr selvfølgelig ikke at en forsker nødvendigvis må være deaktivert for popularitet. Det er også Higgs (Higgs boson), eller astronomen Mike Brown (planeten Batygin-Brown, det er den niende planeten). Men hvis du ikke har oppdaget partikkelen som bestemte parametrene for bokstavelig talt alt i den omkringliggende verden eller en ny planet i solsystemet, vil det ikke være lett å stole på popularitet. En person som ikke gir seg før en alvorlig sykdom tjue ganger lenger enn legene forventet, er kanskje en verdig kandidat for slike "atypiske kjendiser."
ALEXANDER BEREZIN
