Krajem listopada, pola stoljeća stara disertacija o astrofizici, koja sadrži uglavnom zastarjele informacije, postala je hit pri preuzimanju, „odloživši“web mjesto Sveučilišta u Cambridgeu.
Što se dogodilo?
23. listopada 2017. Sveučilište u Cambridgeu odlučilo je javno staviti na raspolaganje disertaciju slavnog znanstvenika i popularizatora znanosti Stephena Hawkinga koju je napisalo još davne 1966. godine. Razmislite o tome: prije 51 godinu! I odjednom je web stranica sveučilišta "pala". Usput, čak je 24. listopada periodično još uvijek "odlazio u krevet", iako je još uvijek ponekad bilo moguće probiti se i preuzeti virusnu disertaciju - u jama između novih neuspjeha.
Većina medija to je interpretirala kao znak uzbuđenja u radu znanstvenika, ali to nije sasvim istina. Postoji samo oko 70 tisuća preuzimanja, samo osnovna inačica pdf datoteke teži 72 megabajta - zato mali sveučilišni poslužitelj to nije mogao podnijeti. Da je datoteka od nekoliko megabajta ili poslužitelj bila moćnija, ništa se ne bi dogodilo.
Istina, nitko u Cambridgeu nije ni razmišljao o takvom "prometu", jer se obično "popularna" djela od tamo preuzimaju stotinu puta, a nepopularna se mogu prebrojati s jedne strane. I nije samo to. Većina onih koji su preuzeli Hawkingovu disertaciju vjerojatno ga neće moći pročitati u cijelosti. Poanta nije samo u tome što ima 130 stranica - što je još važnije, i ona, poput svake disertacije, zahtijeva pristojnu pripremu čitatelja. I svejedno, njegovo značenje može se sažeti prilično kratko, što ćemo učiniti u nastavku.
O čemu se radi u ovoj disertaciji?
Promotivni video:
Hawking ispituje posljedice otkrivanja širenja svemira. To je postalo poznato od 1930-ih, a pretpostavljao ga je (usput, prvi put - stanovnik SSSR-a) još u 1920-ima. Na temelju činjenica ekspanzije, Britanac je analizirao tada popularnu Hoyle-Narlikar teoriju gravitacije. Prema njenim riječima, materija se pojavila izvan veze s širenjem Svemira (danas je poznato da je upravo suprotno - u uskoj vezi).
Ova je teorija, kako je Hawking prvi put pokazao, pogrešna jer nije kompatibilna sa svemirom koji se širi. Smiješno je da, iako je sama hipoteza koju kritizira pogrešna, njegova kritika … također bila pogrešna! Danas znamo da ubrzano širenje svemira Hawkingovu analizu čini zastarjelom. Nije uzeo u obzir mogućnost takvog ubrzanja, zbog čega su se i sami proračuni netočnosti Hoyle-Narilikar pokazali netočnim.
Međutim, britanska disertacija napisana je 30 godina prije otkrića ubrzanog širenja Svemira nakon Velikog praska, a teško je kritizirati znanstvenika da tu činjenicu ne zna. Na kraju, svi griješe - Einstein također nije želio vjerovati da se Svemir širi, ta mu se pomisao u početku činila tako čudnom. Nije iznenađujuće da se ništa manje egzotični koncept stalno ubrzane ekspanzije nije dogodio Hawkingu prije pola stoljeća.
Usput, neposredno prije objave svoje disertacije, Hawking je sugerirao da Hoyle i Narlikar mogu biti u pravu - ako u Svemiru postoji nešto s negativnom masom. Sada je to "nešto" zamijenjeno tamnom energijom - idejom određene tvari koja "gura" prostor u svim smjerovima, pomalo na način na koji to čini Hawkingova supstanca s negativnom masom.
U drugom poglavlju Hawking ispituje učinak širenja svemira na raspodjelu mase u njemu. Dotiču se misterija galaksija - „otoka materije“u pustinji svemira, na jednom od kojih mi također živimo. Autor dolazi do zaključka da galaksije ne bi mogle nastati iz početno malih nehomogenosti ranog Svemira i mora postojati drugo objašnjenje. Koji? Jao, to nije bilo potpuno shvaćeno, ni 1966. ni danas. Ali sama ideja da bi tajanstvene heterogenosti trebale biti primjetne od samog početka još uvijek pronalazi novu potvrdu.
U trećem poglavlju fizičar se dotiče gravitacijskog zračenja - samih gravitacijskih valova koji su otkriveni tek prošle godine stvarnim opažanjima. Četvrti je problem singularnosti. Njegova suština je da je, prema postojećim konceptima, prije Velikog praska, materija trebala imati beskonačnu gustoću i temperaturu, biti komprimirana u jednu točku s nultu širinu, visinu i dužinu. U tim su se godinama mnogi pokušali nekako "osloboditi" jedinstvenosti u proračunima - na kraju krajeva, bilo kakve fizičke formule s uvođenjem beskonačne gustoće prestaju smisleno opisivati događaje. Jednostavno nisu namijenjene takvim varijablama.
Stephen Hawking 1974. godine. Foto: ISTOČNE VIJESTI
Međutim, Hawking pokazuje da takva rješenja zapravo ne funkcioniraju bez jedinstvenosti. Ne može se reći da smo od tada napredovali u razumijevanju tog problema znatno dalje od kandidata prije pola stoljeća. I dalje je jasno da je singularnost možda postojala, a još uvijek nije jasno može li se ona znanstveno pravilno opisati.
Možda se čini da je glavna vrijednost Hawkingove disertacije u raspravi o pitanjima koja su danas izgubila na značaju (poput hipoteze Hoyle-Narlikar) ili u analizi situacije s galaksijama, gdje ističe probleme s njihovim porijeklom, ali ne može pronaći rješenje (u stvari, njegovo još uvijek tražimo). Kao što vidimo, ništa senzacionalno sa stajališta osobe s ulice. Odakle dolazi to uzbuđenje, zašto je stranica "odbačena"?
Hype Hawking
Da biste to razumjeli, vrijedi se prisjetiti tko je Hawking i zašto ga javnost poznaje i voli. Dao je svoj najveći doprinos u istraživanju crnih rupa - tijela čija je gustoća toliko velika da svjetlost ne može pobjeći iz njihovog gravitacijskog polja. Vani bi, po logici, trebali biti potpuno crni - uostalom, čak ni fotoni svjetlosti ne mogu od njih letjeti. Britanac je uspio primijeniti termodinamiku na ispitivanju crnih rupa i dokazati da oni zapravo … zrače! Izbacite fotone (iako vrlo rijetko). To je, strogo govoreći, oni nisu tako crni.
Usput, to također znači da nisu vječne, ali male crne rupe su izuzetno kratkotrajne. Sva njihova energija pretvara se u takvo zračenje i oni doslovno "isparaju". Oni to zovu - Hawkingova radijacija. Napokon, to je prvi izračunao, kao i činjenica da zbog toga crne rupe isparavaju i umiru. Proračunato … ali nije se otvorilo.
Da, Hawkingovo zračenje, kao što je to često slučaj u znanosti, uopće nije otkrio onaj po kojem je ovaj fenomen dobio ime. Hawkingov rad o zračenju ("isparavanje crnih rupa") objavljen je 1974. godine. I godinu dana prije toga, posjetio je SSSR. Tamo su mu sovjetski znanstvenici Zeldovich i Starobinski pokazali s teorijskog stajališta da fotoni s talasnom duljinom većom od horizonta događaja crne rupe (zona u kojoj ostatak fotona presijeca gravitacija) moraju prevladati gravitaciju crne rupe zbog kvantnog tuneliranja.
Suština ovog efekta je da foton, po zakonima kvantne mehanike, s određenom vjerojatnošću može prevladati naizgled neizostavnu prepreku (ogledalo ili gravitaciju crne rupe) ako je njegova energija iznad određenog nivoa.
Demonstracija opisanog učinka.
U stvari, Zeldovich nije sve smislio sam - ideju je izrazio sovjetski fizičar Vladimir Gribov, još prije Hawkingova dolaska u SSSR. Odnosno, zračenje je trebalo nazvati Gribovim zračenjem - ako je, naravno, sovjetski znanstvenik formalizirao svoju misao odgovarajućim radom potrebnim proračunima. Jao, to nije učinio, samo je to usmeno izrazio, odakle je Zeldovič saznao za nju.
Hawking ima i mnoga druga djela - na primjer, on je matematički dokazao da "crne rupe nemaju dlake". Preciznije, nemoguće je naučiti bilo šta o crnoj rupi koju su ovi fotoni ostavili od takvih fotona (Gribov-Hawkingova zračenja). Iz toga proizlazi da nam sadržaj crnih rupa nije poznat - unatoč činjenici da ih povremeno emitiraju. Čak i ako se crna rupa ne sastojala od naše materije, već od antimaterije, bilo bi apsolutno nemoguće shvatiti to pomoću fotona zračenja koji dopiru do nas.
Pa ipak, budimo iskreni - mnogo je zanimljivih radova među modernim fizičarima napisalo ne tako malo ljudi. Smolin, Thorne, Penrose - i čitav niz drugih. Ipak, ako zaustavite prolaznika na ulici i pitate što on misli o tim ljudima, onda će mu najvjerojatnije reći da nijednog od njih ne poznaje. Zašto je Hawking tako poznat? Mnogo je čimbenika njegovog uspjeha, ali glavni su mu neobična sudbina i njegov izvanredan karakter kao osobe.
Hawkingova karizma
Fizičar pati od amiotrofične lateralne skleroze. Ovo je vrlo rijetka bolest s nejasnim mehanizmom djelovanja, zbog kojeg motorički neuroni odumiru u ljudi. Prvo dolazi do paralize, a potom smrti od respiratornog zastoja. Ta mu je strašna dijagnoza postavljena 1963. godine. Budući da su liječnici tek počeli proučavati neku egzotičnu bolest, osim toga, rekli su i da mu je ostalo još 2-3 godine života. Hawkingu je tada bilo 21 godinu, a mogućnost pomalo preuranjene smrti uznemirila ga je. Tada se koncentrirao i odlučio učiniti što više na znanstvenom polju. Kao što znanstvenik iskreno priznaje, prije toga je voljno učio i radio, ali bez fanatizma - ali nakon dijagnoze, sve se promijenilo. Kad shvatite da više nema vremena, postaje puno lakše to cijeniti.
Od tada je prošlo 54 godine, a znanstvenik je još uvijek živ. Istina, samo su mišići na obrazu zadržali njegovu pokretljivost. Trzajući ih, on kontrolira posebno modificirano računalo koje sintetizira signale iz mišića fizičara u riječi. Na ovaj naporan način, istraživač komunicira na znanstvenim skupovima, pa čak i predavanjima široj javnosti. On je možda najpoznatija osoba s invaliditetom među živim znanstvenicima - i najuspješnija u prevladavanju tako teške bolesti. Naravno, vjerojatnije je da će teorijski fizičar s takvim osobinama privući pažnju medija i "širokih masa".
Pa, evo, druga komponenta Hawkingove popularnosti „puca“- moderni znanstveni pop. Nažalost, on ima svoje zakone, među kojima su mediji i hype lika o kojem pišete gotovo glavni faktor koji određuje vrijedi li uopće pisati o njemu. Tko zna za Gribova, koji je sugerirao zračenje crnih rupa? Nitko, umro je 1997. godine, gotovo nepoznat izvan akademskih krugova. Zeldovich, nekada vrlo "medijski" fizičar sovjetske ere, također, recimo, danas nije previše glasina. Da, Hawking vrlo dobro može stvoriti analogije dostupne ljudima različitih struka, ali kozmolog Novikov znao ih je izmisliti jednako dobro … Ono što vrijedi samo jedno sjajno objašnjenje fizičke prirode putovanja vremenom - poznati Novikov princip!
To, naravno, ne znači da znanstvenik nužno mora biti onemogućen zbog popularnosti. Tu je i Higgsov (Higgsov bozon), ili astronom Mike Brown (planeta Batygin-Brown, to je deveta planeta). Ali ako niste otkrili česticu koja je odredila parametre doslovno svega u okolnom svijetu ili novog planeta u Sunčevom sustavu, na popularnost neće biti lako računati. Osoba koja ne odustane od teške bolesti dvadeset puta duže nego što su liječnici očekivali, možda je dostojan kandidat za takve "atipične slavne osobe".
ALEXANDER BEREZIN