Lokakuun lopussa puoli vuosisataa vanhasta astrofysiikan tutkielmasta, joka sisälsi lähinnä vanhentunutta tietoa, tuli osuma latauksiin, "laittaen" Cambridgen yliopiston sivuston.
Mitä tapahtui?
Cambridgen yliopisto päätti 23. lokakuuta 2017 saattaa julkisesti saataville kuuluisan tiedemiehen ja tieteen popularisoijan Stephen Hawkingin tutkielman, jonka hän kirjoitti vuonna 1966. Ajattele sitä: 51 vuotta sitten! Ja yhtäkkiä yliopiston verkkosivusto "laski". Muuten, jopa 24. lokakuuta, hän silti ajoittain "meni nukkumaan", vaikka silti oli silti mahdollista murtaa ja ladata virustutkimus - uusien epäonnistumisten välisissä aukkoissa.
Suurin osa tiedotusvälineistä tulkitsi tämän tutkijan työn jännityksenä, mutta se ei ole totta. Latauksia on vain noin 70 tuhatta, vain pdf-tiedoston perusversio painaa 72 megatavua - siksi pieni yliopistopalvelin ei kestänyt sitä. Jos parin megatavun tiedosto tai palvelin olisi tehokkaampaa, mitään ei olisi tapahtunut.
Totta, kukaan Cambridgessa ei edes ajatellut tällaista "liikennettä", koska yleensä "suositut" teokset sieltä ladataan sata kertaa ja epäsuositut voidaan laskea toisaalta. Ja se ei ole vain sitä. Suurin osa Hawkingin väitöskirjan latajista ei todennäköisesti pysty lukemaan sitä kokonaan. Asia ei ole vain se, että sillä on 130 sivua - mikä tärkeintä, se, kuten mikä tahansa väitöskirja, vaatii lukijan kunnollista valmistelua. Ja sen merkitys voidaan kuitenkin tiivistää melko lyhyesti, mitä teemme jäljempänä.
Mistä tämä väitöskirja on kyse?
Mainosvideo:
Hawking tutkii maailmankaikkeuden havaitsemisen seurauksia. Se tuli tunnetuksi jo 1930-luvulla, ja oletettiin (muuten, ensimmäistä kertaa - Neuvostoliiton asukkaan) jo 1920-luvulla. Laajentumisasteen perusteella britti analysoi tuolloin suosittua Hoyle-Narlikar-painoteoriaa. Hänen mukaansa aine esiintyi maailmankaikkeuden laajentumisen ulkopuolella (nykyään tiedetään, että juuri päinvastoin - läheisessä yhteydessä).
Tämä teoria, kuten Hawking sitten ensin osoitti, on virheellinen, koska se ei ole yhteensopiva laajentuvan maailmankaikkeuden kanssa. On hauskaa, että vaikka hänen hyvinkin hypoteesi on väärä, hänen kritiikkinsä … oli myös väärässä! Tänään tiedämme, että maailmankaikkeuden nopeutettu laajeneminen tekee Hawkingin analyysistä vanhentuneita. Hän ei ottanut huomioon tällaisen kiihtyvyyden mahdollisuutta, minkä vuoksi itse Hoyle-Narilikar-virheellisyyden laskelmat osoittautuivat virheellisiksi.
Brittiläinen väitöskirja kirjoitettiin kuitenkin 30 vuotta ennen maailmankaikkeuden kiihtyvän laajentumisen löytämistä Ison räjähdyksen jälkeen, ja tutkijaa on vaikea arvostella siitä, ettei hän tiedä tätä tosiasiaa. Loppujen lopuksi kaikki ovat väärässä - Einstein ei myöskään halunnut uskoa, että maailmankaikkeus laajeni, tämä ajatus näytti aluksi hänelle niin outolta. Ei ole yllättävää, että yhtä eksoottinen käsitys jatkuvasti kiihtyvästä laajentumisesta ei esiintynyt Hawkingille puoli vuosisataa sitten.
Muuten, vähän ennen väitöskirjan julkaisua Hawking ehdotti, että Hoyle ja Narlikar voisivat olla oikeassa - jos universumissa on jotain, jolla on negatiivinen massa. Nyt tämä “jotain” on korvattu tummalla energialla - ajatus tietystä aineesta, joka “työntää” tilaa kaikkiin suuntiin, vähän kuin kuinka Hawkingin negatiivisen massan aine tekee sen.
Luvussa 2 Hawking tutkii maailmankaikkeuden laajenemisen vaikutusta massan jakautumiseen siinä. Ne koskettavat galaksien mysteeriä - "materiaalisaaria" maailmankaikkeuden autiomaassa, jolla yhdessä myös elämme. Kirjailija päättelee, että galaksit eivät voineet johtua varhaisen maailmankaikkeuden alun perin pienistä epähomogeenisuuksista, ja on oltava toinen selitys. Kumpi? Valitettavasti tätä ei ymmärretty täysin joko vuonna 1966 tai tänään. Mutta ajatus siitä, että salaperäisten heterogeenisuuksien olisi pitänyt olla havaittavissa alusta alkaen, löytää edelleen uutta vahvistusta.
Kolmannessa luvussa fyysikko koskettaa gravitaatiosäteilyä - hyvin vakavia aaltoja, jotka havaittiin vasta viime vuonna todellisten havaintojen avulla. Neljäs on singulaarisuuksien ongelma. Sen ydin on, että olemassa olevien käsitteiden mukaan ennen isoa räjähdystä aineella olisi pitänyt olla ääretön tiheys ja lämpötila, jotta se olisi puristettu yhteen pisteeseen, jonka leveys, korkeus ja pituus olisi nolla. Noina vuosina monet yrittivät jotenkin "päästä eroon" singulaarisuudesta laskelmissa - loppujen lopuksi kaikki fyysiset kaavat, joissa on ääretön tiheys, lakkaavat kuvaamaan tapahtumia tarkoituksenmukaisesti. Niitä ei yksinkertaisesti ole tarkoitettu tällaisille muuttujille.
Stephen Hawking vuonna 1974. Kuva: EAST NEWS
Hawking kuitenkin osoittaa, että tällaiset ratkaisut eivät todellakaan toimi ilman erillisyyttä. Ei voida sanoa, että siitä lähtien olemme edenneet ymmärtämään asiaa huomattavasti enemmän kuin ehdokkaan puoli vuosisataa sitten. On edelleen selvää, että singulaarisuus on saattanut olla olemassa, ja on edelleen epäselvää, voidaanko se kuvata tieteellisesti oikein.
Vaikuttaa siltä, että Hawkingin väitöskirjan tärkein arvo on keskustelemalla nykyään ajankohtaisuudestaan menettäneistä aiheista (kuten Hoyle-Narlikar -hypoteesi) tai analysoimalla galaksien tilannetta, jossa hän tuo esiin ongelmia niiden alkuperästä, mutta ei löydä ratkaisua (itse asiassa hänen etsivät edelleen). Kuten näemme, mikään sensaatiomainen kadulle suuntautuvan ihmisen kannalta. Mistä tämä jännitys tulee, miksi sivusto”laitettiin alas”?
Hype Hawking
Tämän ymmärtämiseksi on syytä muistaa kuka Hawking on ja miksi yleisö tuntee ja rakastaa häntä. Hän antoi suurimman panoksensa mustien reikien tutkimukseen - kehoihin, joiden tiheys on niin suuri, että valo ei pääse pakenemaan niiden painovoimakentästä. Ulkopuolella niiden tulisi logiikan mukaan olla täysin mustia - ei edes valon fotonit voi lentää niistä. Brittiläinen onnistui soveltamaan termodynamiikkaa mustien reikien tutkimukseen ja todistamaan, että ne todellakin … säteilevät! Heitä fotoneja pois (tosin hyvin harvoin). Toisin sanoen, tiukasti sanottuna, ne eivät ole niin mustia.
Muuten tämä tarkoittaa myös sitä, että ne eivät ole iankaikkisia, mutta pienet mustat aukot ovat erittäin lyhytaikaisia. Heidän kaikki energiansa muunnetaan sellaiseksi säteilyksi, ja ne kirjaimellisesti "haihtuvat". He kutsuvat sitä - Hawking-säteilyksi. Loppujen lopuksi juuri hän laski sen ensimmäisen kerran, samoin kuin tosiasian, että sen takia mustat aukot haihtuvat ja kuolevat. Laskettu … mutta ei avautunut.
Kyllä, Hawkingin säteilyä, kuten tieteessä usein käy, ei löytänyt ollenkaan se, jonka jälkeen ilmiö nimettiin. Hawkingin säteilytyöt ("mustien reikien haihtuminen") julkaistiin vuonna 1974. Ja vuosi ennen sitä hän oli vieraillut Neuvostoliitossa. Neuvostoliiton tutkijat Zeldovich ja Starobinsky osoittivat hänelle teoreettisesta näkökulmasta, että fotonien, joiden aallonpituus on pidempi kuin mustan aukon tapahtumahorisontti (vyöhyke, jossa loput fotonit tarttuvat painovoiman avulla), on ylitettävä mustan aukon paino kvanttitunneloinnin takia.
Tämän vaikutuksen ydin on, että fotoni voi kvanttimekaniikan lakien mukaan tietyllä todennäköisyydellä ylittää näennäisesti väistämättömän esteen (peili tai mustan aukon painovoima), jos sen energia on tietyn tason yläpuolella.
Kuvailun vaikutuksen osoittaminen.
Itse asiassa Zeldovich ei keksinyt kaikkea tätä itse - neuvostofyysikko Vladimir Gribov ilmaisi ajatuksen jo ennen Hawkingin saapumista Neuvostoliittoon. Toisin sanoen säteilyä olisi pitänyt kutsua Gribovin säteilyksi - jos tietenkin, Neuvostoliiton tiedemies muotoili ajatuksensa asianmukaisessa työssä tarvittavilla laskelmilla. Valitettavasti hän ei tehnyt tätä, vaan ilmaisi sen vain suullisesti, mistä Zeldovich sai tietää hänestä.
Hawkingilla on myös monia muita teoksia - esimerkiksi hän oli matemaattisesti todistanut, että "mustilla reikillä ei ole hiuksia". Tarkemmin sanottuna on mahdotonta oppia mitään mustasta aukosta, jonka nämä fotonit jättivät tällaisista fotoneista (Gribov-Hawking-säteily). Tästä seuraa, että mustien reikien sisältö ei ole meille tiedossa - huolimatta siitä, että ne toisinaan säteilevät. Vaikka musta aukko ei koostukaan asiastamme, vaan antimateriaalista, olisi ehdottoman mahdotonta ymmärtää tätä meitä saavuttavilla säteilyfotoneilla.
Ja vielä, olkaamme rehellisiä - niin harvojen ihmisten kirjoittamia monia mielenkiintoisia teoksia nykyaikaisten fyysikkojen keskuudessa Smolin, Thorne, Penrose - ja joukko muita. Siitä huolimatta, jos pysäytät ohikulkijan kadulla ja kysy, mitä hän ajattelee näistä ihmisistä, todennäköisesti hän sanoo, että hän ei tunne ketään heistä. Miksi Hawking on niin kuuluisa? Hänen menestykseen on monia tekijöitä, mutta pääasiallinen on hänen epätavallinen kohtalonsa ja hänen erityisen luonteensa henkilö.
Hawkingin karisma
Fyysikko kärsii amyotrofisesta lateraaliskleroosista. Tämä on erittäin harvinainen sairaus, jolla on epäselvä vaikutusmekanismi, jonka seurauksena motoriset hermosolut kuolevat ihmisissä. Ensin tulee halvaus, ja sitten kuolema hengityskatkoksesta. Tämä kauhea diagnoosi tehtiin hänelle vuonna 1963. Koska lääkärit olivat vasta alkamassa tutkia eksoottista sairautta, he sanoivat lisäksi, että hänellä oli 2-3 vuotta elää. Hawking oli silloin 21-vuotias, ja mahdollisuus ennenaikaiseen kuolemaan järkytti häntä. Sitten hän keskittyi ja päätti tehdä niin paljon kuin mahdollista tieteenalalla. Kuten tiedemies rehellisesti myöntää, ennen sitä hän opiskeli ja työskenteli mielellään, mutta ilman fanaattisuutta - diagnoosin jälkeen kaikki muuttui. Kun huomaat, että aikaa ei ole enää, on paljon helpompaa arvostaa sitä.
Sittemmin on kulunut 54 vuotta, ja tiedemies on edelleen elossa. Totta, vain poskialueen lihakset säilyttivät hänen liikkuvuutensa. Niitä kutistaen, hän hallitsee erityisesti muokattua tietokonetta, joka syntetisoi fyysikon lihaksen signaalit sanoiksi. Tällä työläällä tavalla tutkija kommunikoi tieteellisissä konferensseissa ja jopa luennoilla suurelle yleisölle. Hän on ehkä elävimpien tutkijoiden kuuluisin vammainen henkilö - ja menestynein sellaisen vakavan sairauden voittamisessa. Tietenkin teoreettinen fyysikko, jolla on tällaiset erityispiirteet, todennäköisemmin kuin muut saavat median ja”laajojen joukkojen” huomion.
No, tässä Hawkingin suosion toinen komponentti "ampuu" - moderni tiedepoppi. Valitettavasti sillä on omat lait, joista kirjoittamasi median media ja hype on melkein tärkein tekijä, joka määrittää, kannattaako hänestä kirjoittaa ollenkaan. Kuka tietää Gribovista, joka ehdotti mustien reikien säteilyä? Kukaan, hän kuoli vuonna 1997, käytännössä tuntematon yliopistojen ulkopuolella. Zeldovich, joka on kerran ollut hyvin "media" fyysikko Neuvostoliiton aikana, sanotaan myös, ettei ole liian paljon huhua tänään. Kyllä, Hawking pystyy erittäin hyvin luomaan analogioita, jotka ovat tavoitettavissa eri ammattien ihmisille, mutta kosmologi Novikov osaa keksiä nekin yhtä lailla … Mikä on ainoa loistava selitys heille suuntautuvan aikamatkan fyysisestä luonteesta - kuuluisa Novikovin periaate!
Tämä ei tietenkään tarkoita, että tutkijan on välttämättä poistettava käytöstä suosion saavuttamiseksi. Siellä on myös Higgs (Higgsin bosoni) tai tähtitieteilijä Mike Brown (planeetta Batygin-Brown, se on yhdeksäs planeetta). Mutta jos et ole löytänyt hiukkasta, joka määritteli kirjaimellisesti kaiken ympäröivän maailman tai uuden aurinkokunnan planeetan parametrit, suosion saavuttamista ei ole helppo luottaa. Henkilö, joka ei luovu ennen vakavaa sairautta kaksikymmentä kertaa pidempään kuin lääkärit odotti, on ehkä kelvollinen ehdokas tällaisiin "epätyypillisiin kuuluisuuksiin".
ALEXANDER BEREZIN