Георгий Гамов и его открытия
Георгий Гамов и его открытия. «Он не умел ни писать, ни считать. Он не сразу сказал бы вам, сколько будет семью восемь. Но его ум был способен охватить всю Вселенную».
Так охарактеризовала выдающегося астрофизика и физика-теоретика Георгия Гамова (1904-1968 гг.) британский астроном Вера Рубин, работавшая вместе с ним.
Это, конечно, преувеличение. Гамов не только умел писать, но и был автором научно-популярных книг, которые выдержали десятки изданий и продолжают переиздаваться сегодня.
И математиком он был совсем неплохим, хотя избегал чрезмерно сложных математических построений. Зато его научной интуиции и врожденному «чувству природы» коллеги могли только завидовать - они были непревзойденными.
Универсальный ученый, что уже в 20 в. стало большой редкостью, Гамов приобрел мировую известность своими работами по квантовой механике, ядерной физике, астрофизике, космологии, биологии.
Он первым связал ядерную физику с проблемами «жизни» звезд и стал основоположником теории «горячей Вселенной».
Краткая биография ученого
Георгий Гамов родился в Одессе 4 марта 1904 г. в учительской семье.
Мать его происходила из известного в прошлом в Украине рода Лебединцевых, занимавших видные посты в церковной иерархии, а предки отца были военными.
Отец приветствовал увлечение Георгия естественными науками, поэтому после окончания школы в 1921 г. он поступил на математическое отделение физико-математического факультета Новороссийского (Одесского) университета и одновременно начал работать вычислителем в Одесской астрономической обсерватории.
Но уже в 1922 г. Гамов решил перевестись на физико-математический факультет Петроградского университета, который был крупнейшим физическим центром того времени.
Там он увлекся общей теорией относительности, и через два года научным руководителем Гамова стал Александр Фридман, вскоре безвременно умерший. Среди его друзей и единомышленников в то время были Дмитрий Иваненко, Лев Ландау, Виктор Амбарцумян - впоследствии ученые с мировым именем.
В 1926 г. Гамов поступил в аспирантуру, а через два года отправился в Германию на стажировку в группу теоретиков выдающегося немецкого физика Макса Борна.
Там ему удалось впервые объяснить альфа-распад атомных ядер на основе квантовой теории и оценить истинные размеры ядер атомов. Успех молодого теоретика сделал его имя широко известным на Западе.
Смена гражданства и новые исследования
В 1932 г. Гамов вместе с женой попытался на байдарке доплыть до турецкого побережья, но побегу помешал шторм. Лишь в 1933 г. подвернулся случай - он был назначен представителем на физическом конгрессе в Брюсселе и отказался возвращаться в СССР.
С этого времени он жил и работал во Франции, в Англии, а с 1934 г. - в США. Отныне все свои публикации ученый подписывал «Джордж Гамов».
Вместе с Эдвардом Теллером, будущим «отцом» водородной бомбы, Гамов создал теорию эволюции звезд на основе предположения, что их энергия возникает в ходе термоядерных реакций.
Ученый исследовал «вселенские катастрофы» - вспышки новых и сверхновых звезд, а также строение звезд класса «красные гиганты».
Как и Эйнштейну, в годы Второй мировой войны Гамову не довелось участвовать в создании атомной бомбы - оба ученых были сочтены «неблагонадежными иностранцами». Однако над водородной бомбой ему пришлось поработать вместе со старым приятелем Э. Теллером.
А в 1946 г. Гамов, не терявший интереса к космологии, предложил модель «горячей Вселенной», за которой последовала теория происхождения химических элементов и предсказание существования реликтового излучения, возникшего сразу после «Большого Взрыва».
В 1965 г. это излучение было обнаружено - смелые выводы ученого подтвердились.
Астрофизические изыскания Гамова
Из школьного курса физики известно, что газ, расширяясь, охлаждается. Примерно то же происходило и с веществом ранней Вселенной. Если сейчас ее средняя температура невысока, то в первые несколько миллиардов лет существования Вселенной она была чрезвычайно высокой.
Первым, кому эта мысль пришла в голову, был замечательный советский и американский физик-теоретик и астрофизик, уроженец Одессы Георгий Гамов.
В 1948 г. была опубликована его работа, посвященная «горячей Вселенной», которая опиралась на широко известную к тому времени теорию расширяющейся Вселенной А. Фридмана.
Согласно теории Фридмана, эволюции Вселенной предшествовал Большой Взрыв. Он произошел одновременно и повсюду во Вселенной, заполнив пространство очень плотным веществом, из которого через миллиарды лет образовались все тела - Солнце, звезды, галактики и планеты, а также Земля.
Но Гамов предположил, что первичное вещество мироздания было не только очень плотным, но и очень горячим. В этом горячем и плотном веществе происходили ядерные реакции и рождались легкие химические элементы.
Известно, что все частицы имеют как волновую, так и корпускулярную природу, то есть каждой частице соответствует волна. Следовательно, вещество и излучение имеют одну и ту же природу, хотя и проявляют себя по-разному.
Но примерно через миллион лет после Большого Взрыва наступил момент, когда вещество «отделилось» от излучения.
Понижение температуры привело к образованию ядер водорода, которые «захватили» из окружающей среды свободные электроны. Пространство стало прозрачным для излучения и оно, так сказать, «оторвалось» от вещества.
С течением времени спектр этого излучения менялся - в расширяющейся Вселенной оно теряло температуру.
Однако сколько бы ни прошло времени, эта температура не могла упасть до абсолютного нуля. Остаток этого первичного излучения - эха Большого Взрыва - должен был заполнить всю Вселенную, и Гамов предположил, что его можно уловить с помощью специальных приборов.
Ученый даже предсказал на основе расчетов, что температура этого древнейшего, или, как его назвали позже, реликтового излучения должна быть на 5-6 градусов выше абсолютного нуля.
Открытия Гамова в биологии
Георгий Гамов на протяжении всей жизни интересовался самыми фундаментальными вопросами мироздания. У астрономии и биологии их два - происхождение Вселенной и происхождение органической жизни.
Не удивительно, что в 1954 г., после открытия структуры молекулы ДНК, именно Гамов первым поставил перед наукой проблему генетического кода и предположил, что наследственные признаки живых существ, передающиеся из поколения в поколение, зашифрованы в последовательности из четырех нуклеотидов - аминокислот, входящих в состав молекулы ДНК.
Это предположение лишь через семь лет получило подтверждение в экспериментах, а в 1967 г. генетический код был окончательно расшифрован.
|