I slutningen af oktober blev en afhandling fra et halvt århundrede om astrofysik, der hovedsageligt indeholdt forældede oplysninger, et hit på downloads, der "satte ned" webstedet for University of Cambridge.
Hvad skete der?
Den 23. oktober 2017 besluttede University of Cambridge at offentliggøre afhandlingen af den berømte videnskabsmand og populariserer videnskab Stephen Hawking, skrevet af ham tilbage i 1966. Tænk over det: For 51 år siden! Og pludselig gik universitetets hjemmeside ned. Forresten, selv den 24. oktober, gik han med jævne mellemrum stadig "i seng", skønt det stadig nogle gange var muligt at bryde igennem og downloade en viral afhandling - i mellemrummet mellem nye fiaskoer.
De fleste af medierne fortolkede dette som et tegn på spænding i forskerens arbejde, men det er ikke helt sandt. Der er kun omkring 70 tusind downloads, bare den grundlæggende version af pdf-filen vejer 72 megabyte - det er derfor, en lille universitetsserver ikke kunne tåle det. Hvis en fil på et par megabyte eller en server var mere kraftfuld, ville der ikke være sket noget.
Det er sandt, at ingen i Cambridge overhovedet tænkte på sådan en "trafik", fordi normalt "populære" værker derfra downloades hundrede gange, og upopulære kan tælles på den ene side. Og det er ikke bare det. De fleste af dem, der downloadede Hawkings afhandling, er usandsynligt, at de kan læse den fuldt ud. Pointen er ikke kun, at den har 130 sider - endnu vigtigere er, at det, ligesom enhver afhandling, kræver anstændigt forberedelse fra læseren. Og ikke desto mindre kan dens betydning kort sammenfattes, hvilket vi vil gøre nedenfor.
Hvad handler denne afhandling?
Salgsfremmende video:
Hawking undersøger konsekvenserne af at opdage universets udvidelse. Dette blev kendt allerede i 1930'erne og blev antaget (forresten for første gang - af en beboer i Sovjetunionen) tilbage i 1920'erne. Baseret på kendsgerningen om udvidelse analyserede briten den daværende populære Hoyle-Narlikar-teori om tyngdekraft. Ifølge hende optrådte sagen uden for forbindelse med udvidelsen af universet (i dag vides det, netop det modsatte - i tæt forbindelse).
Som Hawking først viste den gang, er denne teori forkert, da den ikke er forenelig med det ekspanderende univers. Det er sjovt, at selv om selve hypotesen, som han kritiserer, er forkert, var hans kritik … også forkert! I dag ved vi, at den accelererede udvidelse af universet gør Hawkings analyse forældet. Han tog ikke hensyn til muligheden for en sådan acceleration, hvorfor beregningerne af Hoyle-Narilikar-urigtigheden i sig selv viste sig at være forkerte.
Den britiske afhandling blev imidlertid skrevet 30 år før opdagelsen af den accelererende udvidelse af universet efter Big Bang, og det er vanskeligt at kritisere videnskabsmanden for ikke at vide denne kendsgerning. I sidste ende er alle forkerte - Einstein ville heller ikke tro, at universet ekspanderede, denne tanke virkede så underlig for ham i starten. Det er ikke overraskende, at det ikke mindre eksotiske koncept med stadig stigende ekspansion ikke fandt sted for Hawking for et halvt århundrede siden.
Forresten, kort før offentliggørelsen af hans afhandling, foreslog Hawking, at Hoyle og Narlikar kunne have ret - hvis der er noget i universet med negativ masse. Nu er dette "noget" erstattet af mørk energi - ideen om et bestemt stof, der "skubber" plads i alle retninger, lidt som den måde Hawkings stof med negativ masse gør det på.
I kapitel to undersøger Hawking virkningen af udvidelsen af universet på fordelingen af massen i det. De berører galaksernes mysterium - "materieøer" i universets ørken, på hvilken vi også lever. Forfatteren konkluderer, at galakser ikke kunne stamme fra oprindeligt små inhomogeniteter i det tidlige univers, og der må være en anden forklaring. Hvilken en? Desværre blev dette ikke fuldt ud forstået, hverken i 1966 eller i dag. Men selve tanken om, at de mystiske heterogeniteter burde have været mærkbar helt fra begyndelsen, finder stadig ny bekræftelse.
I det tredje kapitel berører fysikeren gravitationsstråling - selve gravitationsbølgerne, der kun blev opdaget sidste år gennem reelle observationer. Det fjerde er problemet med singulariteter. Essensen er, at materien ifølge de eksisterende koncepter inden Big Bang skulle have haft uendelig tæthed og temperatur og blev komprimeret til et punkt med nul bredde, højde og længde. I disse år prøvede mange på en eller anden måde at "slippe af" med singulariteten i beregningerne - når alt kommer til alt ophører enhver fysiske formel med introduktionen af uendelig tæthed med at beskrive begivenheder meningsfuldt. De er simpelthen ikke beregnet til sådanne variabler.
Stephen Hawking i 1974. Foto: ØSTE NYHEDER
Hawking viser imidlertid, at sådanne løsninger faktisk ikke fungerer uden en entydighed. Det kan ikke siges, at vi siden da er kommet videre med at forstå spørgsmålet væsentligt længere end kandidatens for et halvt århundrede siden. Det er stadig klart, at singulariteten kan have eksisteret, og det er stadig uklart, om det kan beskrives videnskabeligt korrekt.
Det ser ud til, at hovedværdien af Hawkings afhandling er i at diskutere spørgsmål, der har mistet relevansen i dag (som Hoyle-Narlikar-hypotesen), eller ved at analysere situationen med galakser, hvor han peger på problemer med deres oprindelse, men ikke kan finde en løsning (faktisk hans er stadig på udkig efter). Som vi kan se, er der intet sensationelt set fra en persons synspunkt fra gaden. Hvor kommer denne spænding fra, hvorfor blev webstedet "sat ned"?
Hype Hawking
For at forstå dette er det værd at huske, hvem Hawking er, og hvorfor offentligheden kender og elsker ham. Han gav sit største bidrag til studiet af sorte huller - kroppe, hvis densitet er så høj, at lys ikke kan undslippe fra deres tyngdefelt. Udenfor skal de ifølge logikken være helt sorte - når alt kommer til alt kan selv fotoner af lys ikke flyve væk fra dem. Briten formåede at anvende termodynamik til studiet af sorte huller og bevise, at de faktisk … stråler! Smid fotoner ud (skønt meget sjældent). Det er strengt taget, de er ikke så sorte.
For øvrig betyder dette også, at de ikke er evige, men små sorte huller er ekstremt kortvarige. Al deres energi omdannes til sådan stråling, og de bogstaveligt "fordampes". De kalder det sådan - Hawking-stråling. Det var trods alt han, der først beregnet det, såvel som det faktum, at sorte huller på grund af det fordampes og dør. Beregnet … men åbnede ikke.
Ja, Hawking-strålingen, som ofte er tilfældet i videnskaben, blev slet ikke opdaget af den, efter hvilken dette fænomen blev opkaldt. Hawkings arbejde med stråling ("fordampning af sorte huller") blev offentliggjort i 1974. Og et år før det havde han besøgt Sovjetunionen. Der demonstrerede sovjetiske forskere Zeldovich og Starobinsky for ham ud fra et teoretisk synspunkt, at fotoner med en bølgelængde længere end begivenhedshorisonten for det sorte hul (den zone, hvor resten af fotonerne bliver opfanget af tyngdekraften) skal overvinde tyngdekraften i det sorte hul på grund af kvantetunneling.
Essensen af denne virkning er, at en foton ifølge kvantemekanikkens love med en vis sandsynlighed kan overvinde en tilsyneladende uundgåelig hindring (et spejl eller tyngdekraften i et sort hul), hvis dens energi er over et bestemt niveau.
Demonstration af den beskrevne virkning.
Faktisk kom Zeldovich ikke op med alt dette selv - ideen blev udtrykt af den sovjetiske fysiker Vladimir Gribov, allerede før Hawkings ankomst i USSR. Det vil sige, strålingen skulle have været kaldet Gribovs stråling - hvis naturligvis den sovjetiske videnskabsmand formaliserede sin tanke i det passende arbejde med de nødvendige beregninger. Desværre gjorde han ikke dette, kun udtrykte det mundtligt, hvorfra Zeldovich lærte om hende.
Hawking har også mange andre værker - for eksempel var det han, der matematisk beviste, at "sorte huller ikke har noget hår." Mere præcist er det umuligt at lære noget om det sorte hul, som disse fotoner efterlod fra sådanne fotoner (Gribov-Hawking-stråling). Det følger heraf, at indholdet af sorte huller er uvidende for os - på trods af at de lejlighedsvis udsender. Selv hvis det sorte hul ikke bestod af vores sag, men af antimateriale, ville det være absolut umuligt at forstå dette ved strålingsfotonerne, der når os.
Og alligevel, lad os være ærlige - mange interessante værker blandt moderne fysikere er skrevet af ikke så få mennesker. Smolin, Thorne, Penrose - og en hel række andre. Ikke desto mindre, hvis du stopper en forbipasserende på gaden og spørger, hvad han synes om disse mennesker, så vil han sandsynligvis sige, at han ikke kender nogen af dem. Hvorfor er Hawking så berømt? Der er mange faktorer for hans succes, men den vigtigste er hans usædvanlige skæbne og hans ekstraordinære karakter som person.
Hawkings karisma
Fysikeren lider af amyotrofisk lateral sklerose. Dette er en meget sjælden sygdom med en uklar handlingsmekanisme, som motoriske neuroner dør af hos mennesker. Først kommer lammelse og derefter død af åndedrætsstop. Denne forfærdelige diagnose blev stillet til ham i 1963. Da lægerne lige var begyndt at studere en eksotisk sygdom, sagde de også, at han havde 2-3 år tilbage til at leve. Hawking var da 21 år gammel, og udsigten til en noget tidligt død forstyrrede ham. Derefter koncentrerede han sig og besluttede at gøre så meget som muligt på det videnskabelige område. Som videnskabsmanden ærligt indrømmer, studerede og arbejdede han frivilligt, men uden fanatisme - men efter diagnosen ændrede alt sig. Når du er klar over, at der ikke er mere tid, bliver det meget lettere at sætte pris på det.
54 år er gået siden da, og forskeren lever stadig. Det er sandt, at kun musklerne i kindområdet bevarede hans mobilitet. Ved at rykke dem styrer han en specielt modificeret computer, der syntetiserer signaler fra fysikerens muskler til ord. På denne mødefulde måde kommunikerer forskeren på videnskabelige konferencer og endda forelæsninger for offentligheden. Han er måske den mest berømte person med handicap blandt levende forskere - og den mest succesrige med at overvinde en så alvorlig sygdom. Naturligvis er en teoretisk fysiker med sådanne særegenheder mere sandsynligt end andre at få opmærksomhed fra medierne og de "brede masser".
Nå, her skyder den anden komponent af Hawkings popularitet "skyder ud" - moderne videnskabspop. Desværre har det sine egne love, blandt hvilke medier og hype af den karakter, du skriver om, næsten er den vigtigste faktor, der bestemmer, om det overhovedet er værd at skrive om ham. Hvem ved om Gribov, der foreslog stråling af sorte huller? Ingen døde i 1997, næsten ukendt uden for akademiet. Zeldovich, der engang var en meget "medie" fysiker fra den sovjetiske æra, er også, lad os sige, ikke et meget rygte i dag. Ja, Hawking er meget godt i stand til at skabe analogier, der er tilgængelige for folk i forskellige erhverv, men kosmologen Novikov vidste hvordan de skulle opfinde dem lige så godt … Hvad er værd at kun en genial forklaring af den fysiske karakter af tidsrejser - det berømte Novikov-princip!
Naturligvis betyder det ikke, at en videnskabsmand nødvendigvis skal være deaktiveret for popularitet. Der er også Higgs (Higgs-bosonen) eller astronomen Mike Brown (planeten Batygin-Brown, det er den niende planet). Men hvis du ikke har opdaget den partikel, der bestemte parametrene for bogstaveligt talt alt i den omkringliggende verden eller en ny planet i solsystemet, vil det ikke være let at stole på popularitet. En person, der ikke giver op før en alvorlig sygdom tyve gange længere end lægerne forventede, er måske en værdig kandidat til sådanne "atypiske berømtheder."
ALEXANDER BEREZIN