Величайшие теории. Гамов
Кратко: человек, который постиг мир бесконечно малого и бесконечность самой Вселенной.
Удивителен тот факт, что ученый обладал необычным чувством юмора, его шутки переплетались с наукой. В основном Георгий был физиком-теоретиком: он работал в области ядерной физики, рассматривал ее применение к астрофизике и космологии.
Отношение к религии - скептицизм.
Научные достижения исследователя были выдающимися. Он объяснил альфа-распад с помощью туннельного эффекта (квантового механизма, не имеющего аналогов в классической физике). Также он сформулировал капельную модель ядра (имеющую большое значение для описания ядерного распада).
В области астрофизики он работал над механизмами, отвечающими за производство энергии в звездах, проблемами звездной эволюции. Ученый был сторонником теории, которая гласит, что изначально Вселенная прибывала в горячем и плотном состоянии, существовало космическое микроволновое фоновое излучение температуры в несколько градусов Кельвина. Кроме того, он вычислил распространенность водорода и гелия во Вселенной после Большого взрыва.
Помимо научной деятельности, Гамов популизировал науку. Его наследие состоит из 20 книг и десятков статей. Несколько произведений написаны о некоем персонаже, олицетворяющем автора, который увлекался физикой.
Немного информации: Международная система единиц включает в себя семь основных величин: длину, массу, время, силу электрического тока, термодинамическую температуру, количество вещества и силу света. Все прочие величины и их единицы - производные от основных, которые связаны с размерностью. Анализ размерностей представляет собой основной инструмент для уравнений физики (и в целом любой научной области). Должна быть однородность величин слева и справа от знака равенства.
Последним вкладом Георгия в ядерную физику стала теория характеристик бета-распада. Была обобщена теория Ферми и по-новому рассмотрен этот тип радиоактивного распада на примере свинца. Вычисления слишком усложнялись и были выше его возможностей. Ученый осознал, что хочет развивать идею связи между ядерными процессами и энергией звезд.
Гамов был уверен, что решение кроется в специфических ядерных реакциях, которые объяснили бы производство энергии, питающей звезды. Эддингтоном уже была выдвинута гипотеза, что превращение водорода в гелий отвечает за внутреннюю энергию Солнца и других звезд. Георгием была принята за основную "модель точечного источника" и вывод состоял в том, что производство энергии происходит в большей части в сферическом слое, расположенном на некотором расстоянии от центра, некоторой ширины, и эти величины зависят от критической температуры, при которой реакция наиболее вероятна. При такой структуре звезда была бы стабильной.
Все разрешилось на конференции в 1938 году, там были определены два цикла реакций синтеза, которые отвечают за производство звездной энергии:
1) цикл протон-протон (р-р) - протоны соединяются, происходит бета-распад, образование гелия, производство энергии. Этот цикл преобладает на звездах, равных или уступающих по массе Солнцу, менее ярких, чем более массивные звезды, как, например, Сириус, на которых преобладает цикл 2.
2) цикл углерод-азот-кислород (C-N-O) - компоненты являются катализаторами различных реакций, заканчивается образованием гелия с производством энергии.
От того, какой именно цикл встречается на звездах, зависит их сияние, и это связано со специфической массой конкретной звезды.
На Солнце, температура которого равна примерно 15 миллионам градусов, доминирует 1 цикл, при котором производится примерно 25 МэВ энергии, распределяющихся в виде кинетической энергии продуктов реакции.
После таких выводов Гамов обратил свое внимание на изучение красных гигантов, белых карликов, новых и сверхновых звезд и того, как динамика их изменений влияет на звездную эволюцию в целом. Результатом стали урка-процессы, которые описывали производство нейтрино и антинейтрино. Можно бы было написать отдельную статью о рождении звезд, это не просто уникальная информация, это как шаг в другой мир)
Проблему происхождения Вселенной ученый объяснял следующим образом: она могла состоять из плотного нейтронного газа, из которого образовались нейтральные комплексы, и они в свою очередь породили различные виды атомов посредством последовательных бета-распадов. Такая модель не объясняла реальную картину. В результате была предложена модель Большого Взрыва, подтверждающая теорию расширяющейся Вселенной. Все началось с "сингулярного состояния", при котором плотность и температура материи были практически бесконечными, и согласно последним измерениям ее начало произошло около 13800 миллионов лет назад.
Гамов старался держать свою эволюционную модель вдали от любого религиозного вмешательства, но у некоторых возникал вопрос, что было до начала?
Из произведенных с помощью телескопа Хаббл наблюдений было установлено, что расширение вселенной ускоряется. В попытках прояснить эти экспериментальные данные возникли два влиятельных термина - темная энергия и материя. Существует несколько гипотез их существования, но данных пока недостаточно).
У ученого был период в жизни, когда он исследовал проблему кодификации ДНК. Поиск генетического кода задал вопрос, на который физик искал ответ. Как можно связать основания, присутствующие в молекуле ДНК с аминокислотами, входящими в состав белков - основных компонентов всего живого?
Ученым была выдвинута гипотеза: на основе четырех оснований "букв"
аденин - А
тимин -Т
цитозин - С
гуанин - G
составлять "слова", всего 20, известных как природные аминокислоты, из которых составлялись "фразы" - белки. Код, который предложил Гамов, состоял из аминокислот с 3 основаниями, был универсальным. Гипотеза, подтвержденная экспериментами, оказалась абсолютно верна, хотя базовая идея о том, что ДНК - это модель для синтеза белков, на самом деле ошибочна.
Ученый писал для широкой публики, подходил к сложным темам с неформальной точки зрения. Его вымышленный герой произведений мистер Томпкинс получил право на существование с помощью британского физика и романиста Сноу, который в то время возглавлял ежемесячный журнал Discovery, выпускаемый в Кембриджском университете.
Георгий Гамов совершенно не волновался, что является чужаком в областях, которые исследовал. Его любопытство и жажда знаний создали его гений.
