Alla fine di ottobre, una dissertazione di astrofisica vecchia di mezzo secolo, contenente informazioni per lo più obsolete, è diventata un successo per i download, "mettendo giù" il sito dell'Università di Cambridge.
Quello che è successo?
Il 23 ottobre 2017, l'Università di Cambridge ha deciso di rendere pubblicamente disponibile la dissertazione del famoso scienziato e divulgatore della scienza Stephen Hawking, scritta da lui nel 1966. Pensaci: 51 anni fa! E all'improvviso il sito web dell'università "è andato giù". A proposito, anche il 24 ottobre, periodicamente "andava ancora a letto", anche se a volte era ancora possibile sfondare e scaricare una dissertazione virale - negli spazi tra i nuovi fallimenti.
La maggior parte dei media ha interpretato questo come un segno di eccitazione nel lavoro dello scienziato, ma questo non è del tutto vero. Ci sono solo circa 70mila download, solo la versione base del file pdf pesa 72 megabyte - ecco perché un piccolo server universitario non poteva sopportarlo. Se un file di un paio di megabyte o un server fosse più potente, non sarebbe successo nulla.
È vero, nessuno a Cambridge ha nemmeno pensato a un simile "traffico", perché di solito le opere "popolari" da lì vengono scaricate cento volte e quelle impopolari si possono contare da un lato. E non è solo questo. È improbabile che la maggior parte di coloro che hanno scaricato la dissertazione di Hawking riesca a leggerla per intero. Il punto non è solo che ha 130 pagine, ma soprattutto, come ogni dissertazione, richiede una buona preparazione da parte del lettore. E, tuttavia, il suo significato può essere riassunto piuttosto brevemente, cosa che faremo di seguito.
Di cosa tratta questa dissertazione?
Video promozionale:
Hawking esamina le conseguenze della scoperta dell'espansione dell'universo. Questo divenne noto già negli anni '30 e fu assunto (tra l'altro, per la prima volta - da un residente dell'URSS) negli anni '20. Basandosi sul fatto dell'espansione, il britannico analizzò l'allora popolare teoria della gravità di Hoyle-Narlikar. Secondo lei, la materia è apparsa al di fuori della connessione con l'espansione dell'Universo (oggi è noto che è esattamente l'opposto - in stretta connessione).
Questa teoria, come Hawking mostrò per la prima volta allora, è errata, poiché non è compatibile con l'Universo in espansione. È buffo che, sebbene la stessa ipotesi che critica sia sbagliata, anche la sua critica … sia sbagliata! Oggi sappiamo che l'espansione accelerata dell'universo rende obsoleta l'analisi di Hawking. Non ha tenuto conto della possibilità di tale accelerazione, motivo per cui i calcoli stessi dell'errore di Hoyle-Narilikar si sono rivelati errati.
Tuttavia, la tesi britannica è stata scritta 30 anni prima della scoperta dell'accelerazione dell'espansione dell'Universo dopo il Big Bang, ed è difficile criticare lo scienziato per non sapere questo fatto. Alla fine, tutti si sbagliano: anche Einstein non voleva credere che l'Universo si stesse espandendo, questo pensiero gli sembrava così strano all'inizio. Non sorprende che il concetto non meno esotico di un'espansione sempre più rapida non sia venuto in mente a Hawking mezzo secolo fa.
A proposito, poco prima della pubblicazione della sua dissertazione, Hawking ha suggerito che Hoyle e Narlikar potrebbero avere ragione - se c'è qualcosa nell'Universo con massa negativa. Ora, questo "qualcosa" è stato sostituito dall'energia oscura - l'idea di una certa sostanza che "spinge" lo spazio in tutte le direzioni, un po 'come fa la sostanza di Hawking con massa negativa.
Nel secondo capitolo, Hawking esamina l'effetto dell'espansione dell'universo sulla distribuzione della massa in esso. Toccano il mistero delle galassie - "isole di materia" nel deserto dell'Universo, in una delle quali anche noi viviamo. L'autore giunge alla conclusione che le galassie non potrebbero derivare da inizialmente piccole disomogeneità dell'Universo primordiale e ci deve essere un'altra spiegazione. Quale? Purtroppo, questo non è stato completamente compreso, né nel 1966 né oggi. Ma l'idea stessa che le misteriose eterogeneità avrebbero dovuto essere evidenti fin dall'inizio, trova ancora nuove conferme.
Nel terzo capitolo, il fisico tocca la radiazione gravitazionale, le onde gravitazionali che sono state scoperte solo l'anno scorso attraverso osservazioni reali. Il quarto è il problema delle singolarità. La sua essenza è che, secondo i concetti esistenti, prima del Big Bang, la materia avrebbe dovuto avere densità e temperatura infinite, essendo compressa in un punto con larghezza, altezza e lunghezza zero. In quegli anni, molti cercarono di "sbarazzarsi" in qualche modo della singolarità nei calcoli - dopotutto, qualsiasi formula fisica con l'introduzione della densità infinita smette di descrivere in modo significativo gli eventi. Semplicemente non sono destinati a tali variabili.
Stephen Hawking nel 1974. Foto: EAST NEWS
Hawking, tuttavia, mostra che tali soluzioni non funzionano effettivamente senza una singolarità. Non si può dire che da allora siamo progrediti nella comprensione della questione molto più in là di mezzo secolo fa del candidato. È ancora chiaro che la singolarità potrebbe essere esistita, e non è ancora chiaro se possa essere descritta correttamente scientificamente.
Può sembrare che il valore principale della dissertazione di Hawking sia nel discutere questioni che hanno perso la loro rilevanza oggi (come l'ipotesi di Hoyle-Narlikar), o nell'analizzare la situazione con le galassie, dove indica problemi con la loro origine, ma non riesce a trovare una soluzione (infatti, il suo stanno ancora cercando). Come si vede, niente di sensazionale dal punto di vista di una persona dalla strada. Da dove viene questa eccitazione, perché il sito è stato "messo giù"?
Hype Hawking
Per capirlo, vale la pena ricordare chi è Hawking e perché il pubblico lo conosce e lo ama. Ha dato il suo più grande contributo allo studio dei buchi neri, corpi la cui densità è così alta che la luce non può sfuggire dal loro campo gravitazionale. All'esterno, secondo la logica, dovrebbero essere completamente neri - dopotutto, anche i fotoni di luce non possono volare via da loro. L'inglese è riuscito ad applicare la termodinamica allo studio dei buchi neri e dimostrare che in realtà … irradiano! Elimina i fotoni (anche se molto raramente). Cioè, a rigor di termini, non sono così neri.
A proposito, questo significa anche che non sono eterni, ma i piccoli buchi neri sono estremamente di breve durata. Tutta la loro energia viene convertita in tale radiazione e letteralmente "evaporano". Lo chiamano così: radiazioni di Hawking. Dopotutto, è stato lui a calcolarlo per primo, così come il fatto che a causa di esso i buchi neri evaporano e muoiono. Calcolato … ma non aperto.
Sì, la radiazione di Hawking, come spesso accade nella scienza, non è stata affatto scoperta da colui da cui prende il nome questo fenomeno. Il lavoro di Hawking sulla radiazione ("evaporazione dei buchi neri") è stato pubblicato nel 1974. E un anno prima aveva visitato l'Unione Sovietica. Lì, gli scienziati sovietici Zeldovich e Starobinsky gli hanno dimostrato da un punto di vista teorico che i fotoni con una lunghezza d'onda più lunga dell'orizzonte degli eventi di un buco nero (la zona in cui il resto dei fotoni viene intercettato dalla gravità) devono superare la gravità del buco nero a causa del tunneling quantistico.
L'essenza di questo effetto è che un fotone, secondo le leggi della meccanica quantistica, con una certa probabilità può superare un ostacolo apparentemente inevitabile (uno specchio, o la gravità di un buco nero) se la sua energia è al di sopra di un certo livello.
Dimostrazione dell'effetto descritto.
In effetti, anche Zeldovich non ha inventato tutto questo: l'idea è stata espressa dal fisico sovietico Vladimir Gribov, anche prima dell'arrivo di Hawking in URSS. Cioè, la radiazione avrebbe dovuto essere chiamata la radiazione di Gribov - se, naturalmente, lo scienziato sovietico avesse formalizzato il suo pensiero nel lavoro appropriato con i calcoli necessari. Ahimè, non lo fece, solo esprimendolo oralmente, da dove Zeldovich venne a sapere di lei.
Hawking ha anche molti altri lavori - per esempio, è stato lui a dimostrare matematicamente che "i buchi neri non hanno capelli". Più precisamente, è impossibile imparare qualcosa sul buco nero che questi fotoni hanno lasciato da tali fotoni (radiazione di Gribov-Hawking). Ne consegue che il contenuto dei buchi neri ci è inconoscibile, nonostante il fatto che occasionalmente emetta. Anche se il buco nero non fosse costituito dalla nostra materia, ma da antimateria, sarebbe assolutamente impossibile capirlo dai fotoni della radiazione che ci raggiungono.
Eppure, siamo onesti: molte opere interessanti tra i fisici moderni sono state scritte da non così poche persone. Smolin, Thorne, Penrose e tutta una serie di altri. Tuttavia, se fermi un passante per strada e gli chiedi cosa pensa di queste persone, molto probabilmente dirà che non conosce nessuno di loro. Perché Hawking è così famoso? Ci sono molti fattori del suo successo, ma il principale è il suo destino insolito e il suo carattere straordinario come persona.
Il carisma di Hawking
Il fisico soffre di sclerosi laterale amiotrofica. Questa è una malattia molto rara con un meccanismo d'azione poco chiaro, a causa della quale i motoneuroni muoiono negli esseri umani. Prima arriva la paralisi e poi la morte per arresto respiratorio. Questa terribile diagnosi gli fu fatta nel 1963. Dato che i medici stavano appena iniziando a studiare una malattia esotica, inoltre, dissero anche che gli rimanevano 2-3 anni da vivere. Hawking aveva allora 21 anni e la prospettiva di una morte prematura lo sconvolse. Poi si è concentrato e ha deciso di fare il più possibile in campo scientifico. Come lo scienziato ammette onestamente, prima ha studiato e lavorato volentieri, ma senza fanatismo - ma dopo la diagnosi, tutto è cambiato. Quando ti rendi conto che non c'è più tempo, diventa molto più facile apprezzarlo.
Da allora sono passati 54 anni e lo scienziato è ancora vivo. È vero, solo i muscoli nella zona delle guance hanno mantenuto la sua mobilità. Contorcendoli, controlla un computer appositamente modificato che sintetizza in parole i segnali del muscolo del fisico. In questo modo laborioso, il ricercatore comunica a conferenze scientifiche e persino a conferenze al pubblico in generale. È forse la persona con disabilità più famosa tra gli scienziati viventi e il più riuscito a superare una malattia così grave. Naturalmente, un fisico teorico con tali peculiarità ha più probabilità di altri di ottenere l'attenzione dei media e delle "grandi masse".
Bene, qui la seconda componente della popolarità di Hawking "spicca": il pop scientifico moderno. Purtroppo, ha le sue leggi, tra cui i media e l'hype del personaggio di cui stai scrivendo sono quasi il fattore principale che determina se vale la pena scrivere su di lui. Chi sa di Gribov, che ha suggerito la radiazione dei buchi neri? Nessuno, è morto nel 1997, praticamente sconosciuto al di fuori del mondo accademico. Anche Zeldovich, un tempo un fisico molto "mediatico" dell'era sovietica, non è, diciamo, una gran voce oggi. Sì, Hawking è molto in grado di creare analogie accessibili a persone di professioni diverse, ma il cosmologo Novikov sapeva altrettanto bene come inventarle … Qual è l'unica brillante spiegazione della natura fisica del viaggio nel tempo per loro: il famoso principio Novikov!
Ovviamente, questo non significa che uno scienziato debba necessariamente essere disabilitato per popolarità. C'è anche Higgs (il bosone di Higgs), o l'astronomo Mike Brown (il pianeta Batygin-Brown, è il nono pianeta). Ma se non hai scoperto la particella che ha determinato i parametri letteralmente di tutto nel mondo circostante o un nuovo pianeta nel sistema solare, non sarà facile contare sulla popolarità. Una persona che non si arrende davanti a una grave malattia venti volte più lunga di quanto si aspettassero i medici è, forse, un degno candidato per tali "celebrità atipiche".
ALEXANDER BEREZIN
