I slutet av oktober blev en hälftonhundratal gammal doktorsavhandling om astrofysik, innehållande mestadels föråldrad information, en hit på nedladdningar, "att sätta ned" webbplatsen för University of Cambridge.
Vad hände?
Den 23 oktober 2017 beslutade University of Cambridge att offentliggöra avhandlingen av den berömda forskaren och populariseraren av vetenskapen Stephen Hawking, skriven av honom redan 1966. Tänk på det: 51 år sedan! Och plötsligt "gick universitetets webbplats" ner. Förresten, till och med den 24 oktober, gick han periodvis "i säng", även om det fortfarande ibland var möjligt att bryta igenom och ladda ner en viral avhandling - i klyftorna mellan nya misslyckanden.
De flesta media tolkade detta som ett tecken på spänning i forskarens arbete, men det är inte helt sant. Det finns bara cirka 70 tusen nedladdningar, bara grundversionen av pdf-filen väger 72 megabyte - det är därför en liten universitetsserver inte kunde tåla det. Om en fil med ett par megabyte eller en server var mer kraftfull skulle ingenting ha hänt.
Det är sant att ingen i Cambridge tänkte ens på sådan "trafik", eftersom vanligtvis "populära" verk därifrån laddas ner hundra gånger, och opopulära kan räknas på ena handen. Och det är inte bara det. De flesta av dem som laddade ner Hawkings avhandling kommer sannolikt inte att kunna läsa den i sin helhet. Poängen är inte bara att den har 130 sidor - ännu viktigare är att det, som alla avhandlingar, kräver anständig förberedelse från läsaren. Och ändå kan dess betydelse sammanfattas ganska kort, vilket vi kommer att göra nedan.
Vad handlar denna avhandling om?
Kampanjvideo:
Hawking undersöker konsekvenserna av att upptäcka universums expansion. Detta blev känt redan på 1930-talet och antogs (förresten, för första gången - av en invånare i Sovjetunionen) redan på 1920-talet. Baserat på expansionsfakta analyserade briten den då populära Hoyle-Narlikar-gravitationsteorin. Enligt henne verkade materia utanför sambandet med universums expansion (idag är det känt att tvärtom - i nära anslutning).
Denna teori, som Hawking först visade då, är felaktig eftersom den inte är förenlig med det expanderande universum. Det är roligt att även om själva hypotesen som han kritiserar är fel, så var hans kritik också fel! Idag vet vi att den accelererade expansionen av universum gör Hawkings analys föråldrad. Han tog inte hänsyn till möjligheten till en sådan acceleration, varför beräkningarna av Hoyle-Narilikars felaktighet i sig själva visade sig vara felaktiga.
Den brittiska avhandlingen skrevs emellertid 30 år före upptäckten av den snabbare expansionen av universum efter Big Bang, och det är svårt att kritisera forskaren för att inte veta detta faktum. I slutändan är alla fel - Einstein ville inte heller tro att universum expanderade, denna tanke verkade så konstig för honom till en början. Det är inte förvånande att det inte mindre exotiska konceptet med ständigt accelererande expansion inte inträffade för Hawking för ett halvt sekel sedan.
Förresten, kort före publiceringen av hans avhandling, föreslog Hawking att Hoyle och Narlikar kunde ha rätt - om det finns något i universum med negativ massa. Nu har detta "något" ersatts av mörk energi - idén om ett visst ämne som "skjuter" utrymme i alla riktningar, lite som hur Hawkings ämne med negativ massa gör det.
I kapitel två undersöker Hawking effekten av universums expansion på massans fördelning i det. De berör galaxernas mysterium - "materiens öar" i universums öken, på vilken vi också lever. Författaren drar slutsatsen att galaxer inte kunde uppstå från initialt små inhomogeniteter från det tidiga universumet och det måste finnas en annan förklaring. Vilken? Tyvärr förstås detta inte helt, varken 1966 eller idag. Men själva idén att de mystiska heterogeniteten borde ha varit märkbara från början, är fortfarande att hitta en ny bekräftelse.
I det tredje kapitlet berör fysikern gravitationsstrålning - själva gravitationsvågorna som upptäcktes bara förra året genom verkliga observationer. Den fjärde är problemet med singulariteter. Kärnan är att enligt befintliga koncept, före Big Bang, skulle materien ha haft oändlig densitet och temperatur, och komprimeras till en punkt med noll bredd, höjd och längd. Under dessa år försökte många på något sätt "bli av" med singulariteten i beräkningarna - trots allt upphör fysiska formler med införandet av oändlig densitet att meningsfullt beskriva händelser. De är helt enkelt inte avsedda för sådana variabler.
Stephen Hawking 1974. Foto: ÖSTA NYHETER
Hawking visar dock att sådana lösningar inte fungerar utan singularitet. Det kan inte sägas att vi sedan dess har kommit framåt med att förstå frågan betydligt längre än kandidatens för ett halvt sekel sedan. Det är fortfarande tydligt att singulariteten kan ha funnits, och det är fortfarande oklart om det kan beskrivas vetenskapligt korrekt.
Det kan tyckas som huvudvärdet av Hawkings avhandling är att diskutera frågor som har tappat sin relevans idag (som Hoyle-Narlikar-hypotesen), eller i att analysera situationen med galaxer, där han påpekar problem med sitt ursprung, men inte kan hitta en lösning (faktiskt hans letar fortfarande efter). Som vi kan se, inget sensationellt från en person från gatan. Var kommer denna spänning ifrån, varför "sajts webbplatsen"?
Hype Hawking
För att förstå detta är det värt att komma ihåg vem Hawking är, och varför allmänheten känner och älskar honom. Han gjorde sitt största bidrag till studien av svarta hål - kroppar vars täthet är så hög att ljus inte kan fly från deras gravitationsfält. Utanför borde de, enligt logiken, vara helt svarta - trots allt kan till och med fotoner av ljus inte flyga bort från dem. Britten lyckades tillämpa termodynamik på studien av svarta hål och bevisa att de faktiskt … strålar! Kasta ut fotoner (även om det är mycket sällan). Det är helt enkelt att de inte är så svarta.
Förresten, detta betyder också att de inte är eviga, men små svarta hål är extremt kortlivade. All deras energi omvandlas till sådan strålning, och de "bokstavligen" förångas. De kallar det så - Hawking-strålning. När allt kommer omkring var det han som först beräknade det, såväl som det faktum att svarta hål på grund av det förångas och dör. Beräknas … men öppnade inte.
Ja, Hawking-strålningen, som ofta är fallet inom vetenskapen, upptäcktes inte alls av den efter vilken detta fenomen heter. Hawkings arbete med strålning ("förångning av svarta hål") publicerades 1974. Och ett år innan det hade han besökt Sovjetunionen. Där demonstrerade sovjetiska forskare Zeldovich och Starobinsky för honom ur en teoretisk synvinkel att fotoner med en våglängd längre än händelseshorisonten för ett svart hål (den zon där resten av fotonerna avlyssnas av tyngdkraften) måste övervinna allvaret i det svarta hålet på grund av kvanttunnling.
Kärnan i denna effekt är att en foton, enligt kvantmekanikens lagar, med en viss sannolikhet kan övervinna ett till synes oundvikligt hinder (en spegel, eller svårighetsgraden i ett svart hål) om dess energi är över en viss nivå.
Demonstration av den beskrivna effekten.
I själva verket kom Zeldovich inte fram med allt detta själv - idén uttrycktes av den sovjetiska fysikern Vladimir Gribov, redan före Hawkings ankomst i Sovjetunionen. Det vill säga strålningen borde ha kallats Gribovs strålning - om naturligtvis den sovjetiska forskaren formaliserade sin tanke i lämpligt arbete med nödvändiga beräkningar. Tyvärr gjorde han inte detta, utan uttryckte det muntligt, varifrån Zeldovich fick veta om henne.
Hawking har också många andra verk - till exempel var det han som matematiskt bevisade att "svarta hål har inget hår." Mer exakt är det omöjligt att lära sig något om det svarta hålet som dessa fotoner lämnade från sådana fotoner (Gribov-Hawking-strålning). Av detta följer att innehållet i svarta hål är okända för oss - trots att de ibland avger. Även om det svarta hålet inte bestod av vår fråga, utan av antimateria, skulle det vara helt omöjligt att förstå detta genom att strålningsfotonerna når oss.
Och ändå, låt oss vara ärliga - många intressanta verk bland moderna fysiker har skrivits av inte så få människor. Smolin, Thorne, Penrose - och en hel mängd andra. Ändå, om du stoppar en förbipasserande på gatan och frågar vad han tycker om dessa människor, då kommer han troligen att säga att han inte känner till någon av dem. Varför är Hawking så känd? Det finns många faktorer för hans framgång, men den viktigaste är hans ovanliga öde och hans extraordinära karaktär som person.
Hawkings karisma
Fysikern lider av amyotrofisk lateral skleros. Detta är en mycket sällsynt sjukdom med en oklar verkningsmekanism, på grund av vilken motoriska neuroner dör av hos människor. Först kommer förlamning och sedan dödsfall från andningsstopp. Denna fruktansvärda diagnos ställdes honom 1963. Eftersom läkarna just började studera en exotisk sjukdom sade de dessutom att han hade 2-3 år kvar att leva. Hawking var då 21 år gammal och utsikterna till en något för tidig död upprörde honom. Sedan koncentrerade han sig och beslutade att göra så mycket som möjligt inom det vetenskapliga området. Som forskaren ärligt medger, innan dess studerade han och arbetade frivilligt, men utan fanatisme - men efter diagnosen förändrades allt. När du inser att det inte finns mer tid blir det mycket lättare att uppskatta det.
54 år har gått sedan dess, och forskaren lever fortfarande. Det är sant att bara musklerna i kindområdet behöll hans rörlighet. När han ryckte kontrollerar han en speciellt modifierad dator som syntetiserar signaler från fysikerens muskel till ord. På detta mödosamma sätt kommunicerar forskaren vid vetenskapliga konferenser och till och med föreläsningar för allmänheten. Han är kanske den mest kända personen med funktionshinder bland levande forskare - och den mest framgångsrika i att övervinna en så allvarlig sjukdom. Naturligtvis är en teoretisk fysiker med sådana särdrag mer sannolik än andra att få uppmärksamhet från media och”breda massor”.
Nåväl, här skjuter den andra komponenten av Hawkings popularitet ut - modern science pop. Tyvärr har det sina egna lagar, bland vilka media och hype av karaktären du skriver om är nästan den viktigaste faktorn som avgör om det är värt att skriva om honom alls. Vem vet om Gribov, som föreslog strålning av svarta hål? Ingen dog, han dog 1997, nästan okänd utanför akademin. Zeldovich, en gång en mycket "media" -fysiker från sovjettiden, är också, låt oss säga, inte för mycket av ett rykte idag. Ja, Hawking kan mycket väl skapa analogier tillgängliga för människor i olika yrken, men kosmologen Novikov visste hur de skulle uppfinna dem lika bra … Vad är den enda lysande förklaringen av den fysiska naturen av tidsresor till dem - den berömda Novikov-principen!
Naturligtvis betyder detta inte att en forskare nödvändigtvis måste inaktiveras för popularitet. Det finns också Higgs (Higgs-bosonen) eller astronomen Mike Brown (planeten Batygin-Brown, det är den nionde planeten). Men om du inte har upptäckt partikeln som bestämde parametrarna för bokstavligen allt i omgivningen eller en ny planet i solsystemet, kommer det inte att vara lätt att räkna med popularitet. En person som inte ger upp innan en allvarlig sjukdom tjugo gånger längre än läkarna förväntat sig är kanske en värdig kandidat för sådana "atypiska kändisar."
ALEXANDER BEREZIN