Na konci října se stal hitem stáhnutí polovina století stará disertační práce o astrofyzice, která obsahovala většinou zastaralé informace, které „odkládaly“místo University of Cambridge.
Co se stalo?
23. října 2017 se univerzita v Cambridge rozhodla zveřejnit disertační práci slavného vědce a popularizátora vědy Stephena Hawkinga, kterou napsal v roce 1966. Přemýšlejte o tom: před 51 lety! A najednou internetové stránky univerzity „šly dolů“. Mimochodem, dokonce i 24. října periodicky stále „šel spát“, ačkoli bylo stále možné prorazit a stáhnout si virovou disertační práci - v mezerách mezi novými selháními.
Většina médií to interpretovala jako znamení vzrušení v práci vědce, ale to není úplně pravda. Existuje pouze asi 70 tisíc stažení, pouze základní verze souboru PDF váží 72 megabajtů - proto jej nemohl malý univerzitní server vydržet. Pokud by byl soubor několika megabajtů nebo server silnější, nic by se nestalo.
Je pravda, že nikdo v Cambridge nepřemýšlel o takovém „provozu“, protože obvykle „populární“díla odtud jsou stokrát stažena a nepopulární lze na jedné straně spočítat. A nejde jen o to. Většina z těch, kteří si stáhli Hawkingovu disertační práci, ji pravděpodobně nebude moci přečíst v plném rozsahu. Jde nejen o to, že má 130 stránek - a co je důležitější, vyžaduje to, stejně jako každá disertační práce, důkladnou přípravu ze strany čtenáře. A přesto jeho význam lze shrnout poměrně stručně, což budeme dělat níže.
O čem je tato disertační práce?
Propagační video:
Hawking zkoumá důsledky objevení expanze vesmíru. To se stalo známým již ve třicátých letech minulého století a mimochodem, poprvé - obyvatelem SSSR, se předpokládalo již ve dvacátých letech. Na základě skutečnosti expanze Brit analyzoval tehdy populární Hoyle-Narlikarovu teorii gravitace. Podle ní se hmota objevila mimo souvislosti s expanzí vesmíru (dnes je známo, že právě naopak - v těsném spojení).
Tato teorie, jak Hawking poprvé ukázal, je chybná, protože není kompatibilní s rozšiřujícím se vesmírem. Je zvláštní, že i když samotná hypotéza, kterou kritizuje, je špatná, jeho kritika … byla také špatná! Dnes víme, že díky zrychlené expanzi vesmíru je Hawkingova analýza zastaralá. Nezohlednil možnost takového zrychlení, a proto se samotné výpočty nesprávnosti Hoyle-Narilikar ukázaly jako nesprávné.
Britská disertační práce však byla napsána 30 let před objevem zrychlujícího se rozšiřování vesmíru po Velkém třesku a je těžké kritizovat vědce za to, že o této skutečnosti nevěděl. Nakonec se všichni mýlí - Einstein také nechtěl uvěřit, že vesmír se rozšiřuje, tato myšlenka mu na první pohled připadala tak podivná. Není divu, že k méně exotickému konceptu stále se zrychlující expanze nedošlo před Hawkingem před půlstoletím.
Mimochodem, krátce před zveřejněním své disertační práce, Hawking navrhl, že Hoyle a Narlikar by mohli mít pravdu - pokud je ve vesmíru něco s negativní hmotou. Nyní bylo toto „něco“nahrazeno temnou energií - myšlenkou určité látky, která „tlačí“prostor ve všech směrech, trochu jako to, jak to dělá Hawkingova látka s negativní hmotou.
V druhé kapitole Hawking zkoumá vliv expanze vesmíru na distribuci hmoty v něm. Dotýkají se tajemství galaxií - „ostrovů hmoty“v poušti vesmíru, na kterém také žijeme. Autor dospěl k závěru, že galaxie nemohly vzniknout z původně malých nehomogenit raného vesmíru a musí existovat další vysvětlení. Který? Bohužel to nebylo úplně pochopeno, ani v roce 1966, ani dnes. Samotná myšlenka, že záhadné heterogenity měly být patrné od samého začátku, však stále nalézá nové potvrzení.
Ve třetí kapitole se fyzik dotýká gravitačního záření - velmi gravitačních vln, které byly objeveny teprve loni prostřednictvím skutečných pozorování. Čtvrtý je problém singularit. Její podstatou je, že podle existujících konceptů měla hmota před Velkým třeskem mít nekonečnou hustotu a teplotu, komprimovanou do jednoho bodu s nulovou šířkou, výškou a délkou. V těchto letech se mnozí pokusili nějakým způsobem „zbavit“singularity ve výpočtech - konec konců, všechny fyzické vzorce se zavedením nekonečné hustoty přestanou smysluplně popisovat události. Pro takové proměnné prostě nejsou určeny.
Stephen Hawking v roce 1974. Foto: VÝCHOZÍ ZPRÁVY
Hawking však ukazuje, že taková řešení ve skutečnosti nefungují bez singularity. Nelze říci, že od té doby jsme pokročili v porozumění této problematice podstatně dále než před půlstoletím kandidáta. Stále je jasné, že singularita mohla existovat, a stále není jasné, zda může být vědecky popsána správně.
Může se zdát, že hlavní hodnotou Hawkingovy disertační práce je diskuse o problémech, které dnes ztratily význam (jako je hypotéza Hoyle-Narlikar), nebo při analýze situace s galaxiemi, kde poukazuje na problémy s jejich původem, ale nemůže najít řešení (ve skutečnosti jeho stále hledají). Jak vidíme, nic senzačního z pohledu člověka z ulice. Odkud pochází toto vzrušení, proč byl web „odložen“?
Hype Hawking
Abychom tomu porozuměli, je třeba si uvědomit, kdo je Hawking, a proč ho veřejnost zná a miluje. Svůj největší příspěvek přispěl ke studiu černých děr - těl, jejichž hustota je tak vysoká, že světlo nemůže uniknout z jejich gravitačního pole. Venku by podle logiky měli být úplně černí - přece od nich nemohou odletět ani fotony světla. Britovi se podařilo aplikovat termodynamiku na studium černých děr a dokázat, že skutečně … vyzařují! Vyhoďte fotony (i když velmi zřídka). To znamená, že to není tak černé.
Mimochodem, to také znamená, že nejsou věčné, ale malé černé díry jsou extrémně krátké. Veškerá jejich energie je přeměněna na takové záření a doslova se „vypařují“. Říkají tomu, že - Hawkingovo záření. Nakonec to byl on, kdo to nejprve spočítal, a také skutečnost, že kvůli tomu se černé díry vypařují a umírají. Vypočítáno … ale neotevřelo se.
Ano, Hawkingovo záření, jak je tomu často ve vědě, nebylo objeveno vůbec tím, po kterém byl tento jev pojmenován. Hawkingova práce na záření („odpařování černých děr“) byla vydána v roce 1974. A rok před tím navštívil SSSR. Tam mu sovětští vědci Zeldovič a Starobinsky z teoretického hlediska demonstrovali, že fotony s vlnovou délkou delší než horizont událostí černé díry (zóna, ve které jsou zbytky fotonů zachyceny gravitací) musí kvůli kvantovému tunelování překonat gravitaci černé díry.
Podstatou tohoto jevu je to, že foton podle zákonů kvantové mechaniky může s jistou pravděpodobností překonat zdánlivě nevyhnutelnou překážku (zrcadlo nebo gravitaci černé díry), pokud je její energie nad určitou úrovní.
Demonstrace popsaného účinku.
Ve skutečnosti Zeldovič s tím vším nepřišel - myšlenku vyjádřil sovětský fyzik Vladimir Gribov, a to ještě před příchodem Hawkinga do SSSR. To znamená, že záření mělo být nazýváno Gribovovým zářením - pokud ovšem sovětský vědec pochopil svou myšlenku v odpovídající práci s nezbytnými výpočty. Bohužel to neudělal, pouze to vyslovil ústně, odkud se o ní Zeldovich dozvěděl.
Hawking má také mnoho dalších děl - například to byl ten, kdo matematicky dokázal, že „černé díry nemají vlasy.“Přesněji řečeno je nemožné dozvědět se něco o černé díře, kterou tyto fotony zanechaly z těchto fotonů (Gribov-Hawkingovo záření). Z toho vyplývá, že obsah černých děr je pro nás neznámý - navzdory skutečnosti, že občas emitují. I kdyby černá díra sestávala nikoli z naší hmoty, ale z antihmoty, bylo by naprosto nemožné to pochopit tím, že se k nám ozařují fotony záření.
A přesto, buďme upřímní - mnoho zajímavých děl mezi moderními fyziky bylo napsáno jen málo lidmi. Smolin, Thorne, Penrose - a celá řada dalších. Pokud však zastavíte kolemjdoucí na ulici a zeptáte se, co si o těchto lidech myslí, pak s největší pravděpodobností řekne, že žádný z nich nezná. Proč je Hawking tak slavný? Jeho úspěch má mnoho faktorů, ale hlavním je jeho neobvyklý osud a jeho mimořádná povaha člověka.
Hawkingova charisma
Fyzik trpí amyotropní laterální sklerózou. Jedná se o velmi vzácné onemocnění s nejasným mechanismem účinku, díky kterému u lidí vymizí motorické neurony. Nejprve přichází ochrnutí a poté smrt při zástavě dýchacích cest. Tato hrozná diagnóza mu byla učiněna v roce 1963. Protože lékaři právě začínali studovat exotické onemocnění, navíc také uvedli, že zbývá 2-3 roky života. Hawkingovi bylo tehdy 21 let a vyhlídka na předčasnou smrt ho rozrušila. Poté se soustředil a rozhodl se udělat co nejvíce ve vědecké oblasti. Jak vědec upřímně přiznává, předtím studoval a pracoval dobrovolně, ale bez fanatismu - ale po diagnóze se všechno změnilo. Když si uvědomíte, že už není více času, je mnohem snazší to ocenit.
Od té doby uplynulo 54 let a vědec je stále naživu. Po pravdě řečeno, pouze svaly v lícní oblasti si udržely svou pohyblivost. Zapíná je a ovládá speciálně upravený počítač, který syntetizuje signály z fyzického svalu na slova. Tímto pracným způsobem vědec komunikuje na vědeckých konferencích a dokonce přednáší široké veřejnosti. Je to asi nejslavnější člověk se zdravotním postižením mezi žijícími vědci - a nejúspěšnější v překonání takové vážné choroby. Teoretický fyzik s takovými zvláštnostmi je samozřejmě pravděpodobnější než ostatní, aby upoutal pozornost médií a „širokých mas“.
Tady, druhá složka popularity Hawkingu „střílí“- moderní vědecký pop. Je smutné, že má své vlastní zákony, mezi nimiž média a humbuk postavy, o které píšete, je téměř hlavním faktorem, který určuje, zda stojí za to napsat o něm vůbec. Kdo ví o Gribově, kdo navrhoval vyzařování černých děr? Nikdo, zemřel v roce 1997, prakticky mimo akademickou obec neznámý. Zeldovich, kdysi velmi „mediální“fyzik sovětské éry, je dnes, řekněme, také příliš neslyšený. Ano, Hawking je velmi dobře schopen vytvořit analogie dostupné lidem různých profesí, ale kosmolog Novikov věděl, jak je také vymyslet … Jaký je jediný geniální vysvětlení fyzické povahy času, který k nim cestuje - slavný Novikovův princip!
To samozřejmě neznamená, že musí být vědec nutně postižen kvůli popularitě. K dispozici je také Higgs (Higgsův boson) nebo astronom Mike Brown (planeta Batygin-Brown, je to devátá planeta). Ale pokud jste nezjistili částici, která určovala parametry doslova všeho v okolním světě nebo novou planetu ve sluneční soustavě, nebude snadné počítat s popularitou. Člověk, který se nevzdá před vážnou nemocí dvacetkrát déle, než očekávali lékaři, je pravděpodobně hodným kandidátem na takové „atypické celebrity“.
ALEXANDER BEREZIN