Ende Oktober wurde eine ein halbes Jahrhundert alte Dissertation über Astrophysik, die größtenteils veraltete Informationen enthielt, von Downloads zum Hit und "löschte" die Website der Universität von Cambridge.
Was ist passiert?
Am 23. Oktober 2017 beschloss die Universität von Cambridge, die Dissertation des berühmten Wissenschaftlers und Popularisierers der Wissenschaft, Stephen Hawking, die er 1966 verfasst hatte, öffentlich zugänglich zu machen. Denken Sie darüber nach: vor 51 Jahren! Und plötzlich ging die Website der Universität "unter". Übrigens ging er auch am 24. Oktober immer noch regelmäßig "ins Bett", obwohl es manchmal immer noch möglich war, die virale Dissertation zu durchbrechen und herunterzuladen - in den Lücken zwischen neuen Fehlern.
Die meisten Medien interpretierten dies als Zeichen der Aufregung in der Arbeit des Wissenschaftlers, aber dies ist nicht ganz richtig. Es gibt nur etwa 70.000 Downloads, nur die Basisversion der PDF-Datei wiegt 72 Megabyte - deshalb konnte es ein kleiner Universitätsserver nicht aushalten. Wenn eine Datei von ein paar Megabyte oder ein Server leistungsfähiger wäre, wäre nichts passiert.
Zwar hat in Cambridge niemand über einen solchen "Verkehr" nachgedacht, denn normalerweise werden "populäre" Werke von dort hundertmal heruntergeladen, und unpopuläre können einerseits gezählt werden. Und das ist nicht nur das. Es ist unwahrscheinlich, dass die meisten, die Hawkings Dissertation heruntergeladen haben, sie vollständig lesen können. Der Punkt ist nicht nur, dass es 130 Seiten hat - was noch wichtiger ist, es erfordert, wie jede Dissertation, eine angemessene Vorbereitung seitens des Lesers. Und dennoch kann seine Bedeutung ziemlich kurz zusammengefasst werden, was wir weiter unten tun werden.
Worum geht es in dieser Dissertation?
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Hawking untersucht die Konsequenzen der Entdeckung der Expansion des Universums. Dies wurde bereits in den 1930er Jahren bekannt und wurde (übrigens zum ersten Mal - von einem Einwohner der UdSSR) bereits in den 1920er Jahren angenommen. Basierend auf der Tatsache der Expansion analysierte der Brite die damals beliebte Hoyle-Narlikar-Gravitationstheorie. Ihrer Meinung nach erschien Materie außerhalb des Zusammenhangs mit der Expansion des Universums (heute ist bekannt, dass genau das Gegenteil - in enger Verbindung).
Diese Theorie ist, wie Hawking damals zuerst zeigte, falsch, da sie nicht mit dem expandierenden Universum kompatibel ist. Es ist lustig, dass obwohl die Hypothese, die er kritisiert, falsch ist, seine Kritik … auch falsch war! Heute wissen wir, dass die beschleunigte Expansion des Universums Hawkings Analyse überflüssig macht. Er hat die Möglichkeit einer solchen Beschleunigung nicht berücksichtigt, weshalb sich die Berechnungen der Hoyle-Narilikar-Unrichtigkeit selbst als falsch herausstellten.
Die britische Dissertation wurde jedoch 30 Jahre vor der Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums nach dem Urknall verfasst, und es ist schwierig, den Wissenschaftler dafür zu kritisieren, dass er diese Tatsache nicht kennt. Am Ende liegen alle falsch - Einstein wollte auch nicht glauben, dass sich das Universum ausdehnt, dieser Gedanke kam ihm zunächst so seltsam vor. Es ist nicht verwunderlich, dass Hawking vor einem halben Jahrhundert das nicht weniger exotische Konzept einer immer schneller werdenden Expansion nicht einfiel.
Übrigens, kurz vor der Veröffentlichung seiner Dissertation schlug Hawking vor, dass Hoyle und Narlikar Recht haben könnten - wenn es im Universum etwas mit negativer Masse gibt. Jetzt wurde dieses „Etwas“durch dunkle Energie ersetzt - die Idee einer bestimmten Substanz, die den Raum in alle Richtungen „drückt“, ein bisschen wie Hawkings Substanz mit negativer Masse.
In Kapitel zwei untersucht Hawking die Auswirkung der Expansion des Universums auf die Verteilung der Masse darin. Sie berühren das Geheimnis der Galaxien - "Inseln der Materie" in der Wüste des Universums, auf denen wir auch leben. Der Autor kommt zu dem Schluss, dass Galaxien nicht aus anfänglich kleinen Inhomogenitäten des frühen Universums entstehen können und es eine andere Erklärung geben muss. Welcher? Leider wurde dies weder 1966 noch heute vollständig verstanden. Die Idee, dass die mysteriösen Heterogenitäten von Anfang an erkennbar gewesen sein sollten, findet jedoch immer noch neue Bestätigung.
Im dritten Kapitel geht der Physiker auf die Gravitationsstrahlung ein - die Gravitationswellen, die erst im letzten Jahr durch reale Beobachtungen entdeckt wurden. Das vierte ist das Problem der Singularitäten. Sein Wesen ist, dass nach bestehenden Konzepten vor dem Urknall die Materie eine unendliche Dichte und Temperatur haben sollte, die zu einem Punkt mit einer Breite, Höhe und Länge von Null komprimiert wurde. In jenen Jahren versuchten viele, die Singularität in den Berechnungen irgendwie "loszuwerden" - schließlich hören physikalische Formeln mit der Einführung der unendlichen Dichte auf, Ereignisse sinnvoll zu beschreiben. Sie sind einfach nicht für solche Variablen gedacht.
Stephen Hawking im Jahr 1974. Foto: EAST NEWS
Hawking zeigt jedoch, dass solche Lösungen ohne Singularität nicht funktionieren. Es kann nicht gesagt werden, dass wir seitdem das Problem wesentlich besser verstanden haben als vor einem halben Jahrhundert. Es ist immer noch klar, dass die Singularität existiert haben könnte, und es ist immer noch unklar, ob sie wissenschaftlich richtig beschrieben werden kann.
Es mag den Anschein haben, dass der Hauptwert von Hawkings Dissertation darin besteht, Themen zu diskutieren, die heute an Relevanz verloren haben (wie die Hoyle-Narlikar-Hypothese), oder die Situation mit Galaxien zu analysieren, wo er auf Probleme mit ihrem Ursprung hinweist, aber keine Lösung findet (tatsächlich seine) suchen noch). Wie wir sehen können, nichts Sensationelles aus der Sicht einer Person von der Straße. Woher kommt diese Aufregung, warum wurde die Seite „abgelegt“?
Hype Hawking
Um dies zu verstehen, sollte man sich daran erinnern, wer Hawking ist und warum die Öffentlichkeit ihn kennt und liebt. Er leistete seinen größten Beitrag zur Erforschung von Schwarzen Löchern - Körpern, deren Dichte so hoch ist, dass Licht nicht aus ihrem Gravitationsfeld entweichen kann. Draußen sollten sie logischerweise komplett schwarz sein - schließlich können auch Lichtphotonen nicht von ihnen wegfliegen. Dem Briten gelang es, die Thermodynamik auf das Studium der Schwarzen Löcher anzuwenden und zu beweisen, dass sie tatsächlich … strahlen! Wirf Photonen aus (obwohl sehr selten). Das heißt, genau genommen sind sie nicht so schwarz.
Das bedeutet übrigens auch, dass sie nicht ewig sind, aber kleine Schwarze Löcher sind extrem kurzlebig. Ihre gesamte Energie wird in solche Strahlung umgewandelt und sie "verdampfen" buchstäblich. Sie nennen es so - Hawking-Strahlung. Immerhin war er es, der es zuerst berechnete, sowie die Tatsache, dass dadurch schwarze Löcher verdampfen und sterben. Berechnet … aber nicht geöffnet.
Ja, die Hawking-Strahlung wurde, wie es in der Wissenschaft häufig der Fall ist, von demjenigen, nach dem dieses Phänomen benannt wurde, überhaupt nicht entdeckt. Hawkings Arbeit über Strahlung ("Verdampfung von Schwarzen Löchern") wurde 1974 veröffentlicht. Und ein Jahr zuvor hatte er die UdSSR besucht. Dort haben ihm die sowjetischen Wissenschaftler Zeldovich und Starobinsky theoretisch gezeigt, dass Photonen mit einer Wellenlänge, die länger als der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs ist (die Zone, in der der Rest der Photonen von der Schwerkraft abgefangen wird), die Schwerkraft des Schwarzen Lochs aufgrund von Quantentunneln überwinden müssen.
Das Wesentliche dieses Effekts ist, dass ein Photon nach den Gesetzen der Quantenmechanik mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit ein scheinbar unvermeidbares Hindernis (einen Spiegel oder die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs) überwinden kann, wenn seine Energie über einem bestimmten Niveau liegt.
Demonstration des beschriebenen Effekts.
Tatsächlich hat sich Zeldovich das alles nicht selbst ausgedacht - die Idee wurde vom sowjetischen Physiker Vladimir Gribov bereits vor Hawkings Ankunft in der UdSSR zum Ausdruck gebracht. Das heißt, die Strahlung hätte Gribovs Strahlung heißen sollen - wenn der sowjetische Wissenschaftler natürlich seine Gedanken in der entsprechenden Arbeit mit den notwendigen Berechnungen formalisiert hätte. Leider tat er dies nicht, sondern sprach es nur mündlich aus, von wo aus Zeldovich von ihr erfuhr.
Hawking hat auch viele andere Werke - zum Beispiel war er es, der mathematisch bewiesen hat, dass "Schwarze Löcher keine Haare haben". Genauer gesagt ist es unmöglich, etwas über das Schwarze Loch zu erfahren, das diese Photonen von solchen Photonen hinterlassen haben (Gribov-Hawking-Strahlung). Daraus folgt, dass der Inhalt von Schwarzen Löchern für uns nicht erkennbar ist - trotz der Tatsache, dass sie gelegentlich emittieren. Selbst wenn das Schwarze Loch nicht aus unserer Materie, sondern aus Antimaterie bestehen würde, wäre es absolut unmöglich, dies an den Strahlungsphotonen zu verstehen, die uns erreichen.
Und doch, seien wir ehrlich - viele interessante Werke unter modernen Physikern wurden von nicht so wenigen Menschen geschrieben. Smolin, Thorne, Penrose - und eine ganze Reihe anderer. Wenn Sie jedoch einen Passanten auf der Straße anhalten und fragen, was er von diesen Menschen hält, wird er höchstwahrscheinlich sagen, dass er keinen von ihnen kennt. Warum ist Hawking so berühmt? Es gibt viele Faktoren für seinen Erfolg, aber der wichtigste ist sein ungewöhnliches Schicksal und sein außergewöhnlicher Charakter als Person.
Hawkings Charisma
Der Physiker leidet an Amyotropher Lateralsklerose. Dies ist eine sehr seltene Krankheit mit einem unklaren Wirkmechanismus, aufgrund dessen Motoneuronen beim Menschen absterben. Zuerst kommt eine Lähmung und dann der Tod durch Atemstillstand. Diese schreckliche Diagnose wurde ihm 1963 gestellt. Da die Ärzte gerade anfingen, eine exotische Krankheit zu untersuchen, sagten sie auch, dass er 2-3 Jahre zu leben hatte. Hawking war damals 21 Jahre alt, und die Aussicht auf einen etwas vorzeitigen Tod verärgerte ihn. Dann konzentrierte er sich und beschloss, so viel wie möglich im wissenschaftlichen Bereich zu tun. Wie der Wissenschaftler ehrlich zugibt, hat er zuvor bereitwillig studiert und gearbeitet, aber ohne Fanatismus - aber nach der Diagnose hat sich alles geändert. Wenn Sie feststellen, dass keine Zeit mehr vorhanden ist, wird es viel einfacher, sie zu schätzen.
Seitdem sind 54 Jahre vergangen, und der Wissenschaftler lebt noch. Zwar behielten nur die Muskeln im Wangenbereich seine Beweglichkeit. Er zuckt mit ihnen und steuert einen speziell modifizierten Computer, der Signale vom Muskel des Physikers in Worte fasst. Auf diese mühsame Weise kommuniziert der Forscher auf wissenschaftlichen Konferenzen und hält sogar Vorträge für die breite Öffentlichkeit. Er ist vielleicht der berühmteste Mensch mit einer Behinderung unter lebenden Wissenschaftlern - und der erfolgreichste bei der Überwindung einer so schweren Krankheit. Natürlich ist es wahrscheinlicher als andere, dass ein theoretischer Physiker mit solchen Besonderheiten die Aufmerksamkeit der Medien und der „breiten Masse“auf sich zieht.
Nun, hier "schießt" die zweite Komponente von Hawkings Popularität heraus - moderner Wissenschaftspop. Leider hat es seine eigenen Gesetze, unter denen die Medien und der Hype des Charakters, über den Sie schreiben, fast der Hauptfaktor sind, der bestimmt, ob es sich überhaupt lohnt, über ihn zu schreiben. Wer weiß von Gribov, der die Strahlung von Schwarzen Löchern vorgeschlagen hat? Niemand, er starb 1997, außerhalb der Wissenschaft praktisch unbekannt. Zeldovich, einst ein sehr "medialer" Physiker der Sowjetzeit, ist heute auch kein allzu großes Gerücht. Ja, Hawking ist sehr gut in der Lage, Analogien zu erstellen, die Menschen verschiedener Berufe zugänglich sind, aber der Kosmologe Novikov wusste, wie man sie genauso gut erfindet … Was ist die einzige brillante Erklärung für die physikalische Natur der Zeitreise zu ihnen - das berühmte Novikov-Prinzip!
Dies bedeutet natürlich nicht, dass ein Wissenschaftler aus Gründen der Popularität unbedingt behindert sein muss. Es gibt auch das Higgs (das Higgs-Boson) oder den Astronomen Mike Brown (der Planet Batygin-Brown, es ist der neunte Planet). Aber wenn Sie nicht das Teilchen entdeckt haben, das die Parameter von buchstäblich allem in der umgebenden Welt oder einem neuen Planeten im Sonnensystem bestimmt hat, wird es nicht einfach sein, mit der Popularität zu rechnen. Eine Person, die vor einer schweren Krankheit nicht zwanzigmal länger aufgibt als von Ärzten erwartet, ist vielleicht ein würdiger Kandidat für solche "atypischen Prominenten".
ALEXANDER BEREZIN