Ральф Ашер Альфер - Ralph Asher Alpher

Ральф Ашер Альфер
Ральф Альфер (обрезано) .jpg
1950
Родился ( 1921-02-03 )3 февраля 1921 г.
Умер 12 августа 2007 г. (2007-08-12)(86 лет)
Национальность Американец
Альма-матер Университет Джорджа Вашингтона
Известен Первая современная физическая теория нуклеосинтеза и предсказания космического микроволнового фонового излучения в 1948 году.
Награды Магелланова премия (1975),
медаль Генри Дрейпера (1993),
Национальная медаль науки (2005)
Научная карьера
Поля Космология, теоретическая физика и астрофизика
Учреждения Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса, Центр исследований и разработок General Electric, Юнион-колледж, Обсерватория Дадли
Докторант Георг Антонович Гамов

Ральф Ашер Альфер (3 февраля 1921 г. - 12 августа 2007 г.) был американским космологом , который в начале 1950-х годов выполнил новаторскую работу по модели Большого взрыва , включая нуклеосинтез Большого взрыва и предсказания космического микроволнового фонового излучения.

Детство и образование

Альфер был сыном еврейского иммигранта из Российской империи Самуила Альфера (урожденного Альфирьевича) из Витебска , Российская империя. Его мать, Роуз Мейлсон, умерла от рака желудка в 1938 году, а его отец позже женился во второй раз . Альфер окончил среднюю школу Теодора Рузвельта в Вашингтоне, округ Колумбия , в возрасте 15 лет , и занимал звание майора и командира кадетской программы своей школы . Он работал в театре средней школы в качестве режиссера сцены в течение двух лет, пополняя доход своей семьи во время депрессии. Он также выучил стенографию Грегга и в 1937 году начал работать стенографистом у директора Американского геофизического союза . В 1940 году он был нанят Департаментом земного магнетизма Фонда Карнеги, где он работал с доктором Скоттом Форбушем по контракту с ВМС США над разработкой методов размагничивания кораблей во время Второй мировой войны . Он участвовал в разработке детонаторов Mark 32 и Mark 45, торпед, управления морскими орудиями, магнитного обнаружения с воздуха (подводных лодок) и других сверхсекретных работ по обнаружению боеприпасов (включая Манхэттенский проект), и он был признан в конце награда «Война за развитие военно-морской артиллерии» (10 декабря 1945 г. - с символом) и еще одна награда за развитие военно-морской артиллерии в 1946 году. Работа Альфера во время войны была несколько заслонена классификацией безопасности. С 1944 по 1955 год он работал в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса . Днем он занимался разработкой баллистических ракет, систем наведения, сверхзвуковых технологий и других связанных с ними предметов. В 1948 году он получил докторскую степень. в физике с теорией нуклеосинтеза, названной нейтронным захватом, и с 1948 года сотрудничал с доктором Робертом К. Херманом (доктор философии по физике, 1940, Принстонский университет, под руководством Э. Кондона), также в APL, над предсказаниями космическое микроволновое фоновое излучение (теперь широко называемое аббревиатурой CMB). Альфер относился к природе своей артиллерийской работы несколько двояко. посвятив этому большую часть своей ранней карьеры, чтобы получить докторскую степень.

В 16 лет ему предложили полную стипендию в Массачусетском технологическом институте (MIT), но она могла быть отозвана после того, как Альфер провел необходимую встречу с выпускником в Вашингтоне, округ Колумбия, без особых объяснений или уточнений. Вместо этого он получил степень бакалавра и ученую степень по физике в Университете Джорджа Вашингтона , все время работая физиком по контракту с ВМФ, а затем в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса . В университете он познакомился с российско-украинским физиком Георгием Гамовым , который впоследствии взял его в докторантуру. Это было своего рода удачным ходом, поскольку Гамов был видным советским перебежчиком и одним из корифеев факультета GWU. Его первый курс физики читал Эдвард Теллер, переведенный на факультет GWU в 1935 году, чтобы дать Гамову возможность стать его коллегой по факультету. Альфер предоставил столь необходимые математические способности для поддержки теоретизирования Гамова. Гамов часто выступал с докладами по всему миру на тему «Происхождение элементов», которая была оригинальной диссертацией Альфера. Гамову по-прежнему приписывают работу Альфера по нуклеосинтезу. Альфер сразу же последовал за своей диссертацией, сделав первое предсказание существования «ископаемого» излучения гипотетической сингулярности - космического микроволнового фонового излучения . Это было подтверждено наблюдениями Арно Алланом Пензиасом и Робертом Уилсоном из Bell Labs с помощью рупорного радиотелескопа. Дальнейшие исследования показали, что были сделаны и другие наблюдения, но не были интерпретированы космологически. Им была присуждена Нобелевская премия по физике за наблюдение в 1978 году. По иронии судьбы, группе в Принстоне была присуждена заслуга за космологическую интерпретацию инфляционной Вселенной (Большой взрыв) в сопутствующей публикации Пензиаса и Уилсона в 1965 году, что неверно.

Во время учебы в GWU Альфер познакомился с Луизой Эллен Саймонс, которая изучала психологию в вечерней школе и работала дневным секретарем в Государственном департаменте. Спустя почти два месяца после нападения на Перл-Харбор Альфер и Луиза поженились. В то время он уже почти полтора года выполнял секретную работу для ВМС США через Институт Карнеги. Во время перерыва в своей научной работе в начале 1944 года он действительно подал заявку в ВМФ на комиссию, на которую он имел право. К этому времени он проделал столько секретной и секретной работы, что больше не подлежал призыву (вместе с примерно 7000 других) и был запрещен к призыву. Тем летом он подписал контракт с Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса для работы над другим засекреченным проектом - новым магнитным торпедным взрывателем. Это было крайне необходимо, поскольку торпеда Mark 14 , у которой был плохо испытанный взрыватель, магнитный компонент которого был отключен по приказу начальника военно-морских операций в конце 1943 года, остро нуждалась в замене (VS Alpher, The Submarine Review, октябрь , 2009).

Теория нуклеосинтеза Большого взрыва

Диссертация Альфера в 1948 году была посвящена теме, которая стала известна как нуклеосинтез Большого взрыва . Нуклеосинтез - это объяснение того, как более сложные элементы создаются из простых элементов в моменты после Большого взрыва . Сразу после Большого взрыва, когда температура была чрезвычайно высокой, если какие-либо ядерные частицы, такие как нейтроны и протоны, связывались друг с другом (удерживаясь вместе с помощью ядерной силы притяжения ), они были бы немедленно разрушены фотонами высокой энергии ( квантами из света ) , присутствующих в высокой плотности. Другими словами, при этой чрезвычайно высокой температуре кинетическая энергия фотонов будет превосходить энергию связи сильного ядерного взаимодействия. Например, если протон и нейтрон соединятся вместе (образуя дейтерий ), он будет немедленно разрушен фотоном высокой энергии. Однако с течением времени Вселенная расширялась и охлаждалась, а средняя энергия фотонов уменьшалась. В какой-то момент, примерно через одну секунду после Большого взрыва, сила ядерного притяжения начнет побеждать фотоны с более низкой энергией, а нейтроны и протоны начнут образовывать стабильные ядра дейтерия . По мере того как Вселенная продолжала расширяться и остывать, дополнительные ядерные частицы связывались с этими легкими ядрами, создавая более тяжелые элементы, такие как гелий и т. Д.

Альфер утверждал, что Большой взрыв создаст водород, гелий и более тяжелые элементы в правильных пропорциях, чтобы объяснить их изобилие в ранней Вселенной. Теория Альфера и Гамова первоначально предполагала, что все атомные ядра образуются в результате последовательного захвата нейтронов, по одной единице массы за раз. Однако более поздние исследования поставили под сомнение универсальность теории последовательного захвата, поскольку ни у одного элемента не было обнаружено стабильного изотопа с атомной массой пять или восемь, препятствующего производству элементов помимо гелия. В конце концов было признано, что большинство тяжелых элементов, наблюдаемых в нынешней Вселенной, являются результатом звездного нуклеосинтеза в звездах, теории, в значительной степени развитой Гансом Бете , Уильямом Фаулером и Субраманьяном Чандрасекаром . Бете в последний момент пополнила комиссию по рассмотрению диссертаций Альфера.

Поскольку диссертация Альфера была воспринята как новаторская, на ее защиту присутствовало более 300 человек, включая прессу, а статьи о его предсказаниях и карикатуре Херблока появились в крупных газетах. Это было довольно необычно для докторской диссертации.

Позже в том же году, сотрудничая с Робертом Херманом , Альфер предсказал температуру остаточного излучения, известного как космическое микроволновое фоновое излучение, возникающее в результате гипотетического Большого взрыва. Однако предсказания Альфера относительно космического фонового излучения были более или менее забыты, пока они не были заново открыты Робертом Дике и Яковом Зельдовичем в начале 1960-х годов. Существование космического фонового излучения и его температура были экспериментально измерены в 1964 году двумя физиками, работающими в Bell Laboratories в Нью-Джерси , Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном , которым в 1978 году была присуждена Нобелевская премия по физике.

Элементы независимой диссертации Альфера были впервые опубликованы 1 апреля 1948 года в Physical Review с тремя авторами: Альфером, Гансом Бете и Гамовым. Хотя его имя фигурирует в статье, Бете не принимал непосредственного участия в разработке теории, хотя позже он работал над смежными темами; Гамов добавил свое имя , чтобы сделать список автора Альферу, Бете, Гамова , каламбур на альфа , бета , гамма ( a, b, g ), первые три буквы греческого алфавита . Гамов пошутил: «Однако был слух, что позже, когда теория альфа, бета, гамма временно пошла на откос, Бете всерьез задумался о смене своего имени на Захария». Обращаясь к Роберту Герману, он написал: «Р.С. Герман, который упорно отказывается сменить имя на Дельтер». Альфер беспокоился, что юмор, порожденный Гамовым, мог заслонить его собственную критическую роль в развитии теории. Присуждением Национальной медали науки 2005 года была отмечена оригинальная работа Альфера по нуклеосинтезу и предсказанию космического микроволнового фонового излучения. Нил де Грасс Тайсон сыграл важную роль в рекомендации комитета NSF (личное сообщение доктору Виктору С. Альферу, 26 июля 2007 г.).

Альфер и Роберт Херман были награждены Генри Draper медали из Национальной академии наук в 1993 году они были удостоены Магелланово премия в Американском философском обществе в 1975 году, приз Georges Vanderlinden Физик Бельгийской Академии наук , а также значительный награды Нью-Йоркской академии наук и Филадельфийского института Франклина . Две Нобелевские премии по физике были присуждены за эмпирические работы, связанные с космическим фоновым излучением: в 1978 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон, а в 2006 году Джон Мэзер и Джордж Смут . Альфер и Герман (последний посмертно) опубликовали свой собственный отчет о своей работе в области космологии в 2001 году в книге «Генезис Большого взрыва» (Oxford University Press). Опубликованная как торговая книга, первое издание получило мало рекламы или продаж.

В 1986 году он был избран членом Американской академии искусств и наук . В 2005 году Альфер был награжден Национальной медалью науки . Цитата для награды гласит: «За беспрецедентную работу в области нуклеосинтеза, за предсказание того, что расширение Вселенной оставляет позади фоновое излучение, и за создание модели для теории Большого взрыва». Медаль была вручена его сыну, доктору Виктору С. Альферу, 27 июля 2007 года президентом Джорджем Бушем, поскольку его отец не смог поехать, чтобы получить награду. Ральф Альфер умер в результате продолжительной болезни 12 августа 2007 года. Его здоровье ухудшалось после падения и перелома бедра в феврале 2007 года.

Более поздняя карьера

В 1955 году Альфер перешел на работу в Центр исследований и разработок компании General Electric . Его основная роль в первые годы его существования заключалась в работе над проблемами выхода транспортных средств из космоса. В конце 1940-х годов в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса он работал членом рабочей группы Джона ван Аллена, изучая космические лучи с помощью высотных аэростатов. В 1955 году и Альфер, и Херман подали заявку на вакансию в Айове, где ван Аллен теперь занимал должность заведующего кафедрой, однако зарплаты в академических кругах были просто слишком низкими, чтобы содержать семьи. Альфер также продолжал сотрудничать с Робертом Херманом, который перешел в исследовательскую лабораторию General Motors, по проблемам космологии. Космическое микроволновое фоновое излучение было окончательно подтверждено в 1964 году, хотя в ретроспективе многие другие астрономы и радиоастрономы, вероятно, наблюдали его, не осознавая космологического значения.

С 1987 по 2004 год он работал выдающимся профессором-исследователем физики и астрономии в Юнион-колледже в Скенектади, штат Нью-Йорк, за это время он смог вернуться к исследованиям и преподаванию. В течение всего этого времени он продолжал публиковать важные научные статьи, прошедшие рецензирование, и активно участвовал в общественных работах в сфере общественного вещания. Альфер был также (1987–2004) директором обсерватории Дадли .

В 1986 году он был удостоен награды за выдающиеся достижения Университета Джорджа Вашингтона . Все его степени были получены во время учебы по ночам, в то время как днем работал в Военно-морском флоте и в Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса . В 2004 году он поступил на почетный факультет в Union и был почетным директором Dudley. Он также получил почетные степени доктора наук в Юнион-колледже и Политехническом институте Ренсселера . С 2005 года до своей смерти он оставался почетным директором Обсерватории Дадли и заслуженным профессором физики и астрономии в Юнион-колледже .

Подход Альфера к науке

Альфер сказал Джозефу Д'Анезе в своем интервью для журнала Discover : «Есть две причины, по которым вы занимаетесь наукой. Одна из них - альтруистическое чувство, что, возможно, вы можете внести свой вклад в накопление знаний человечества о мире. Другая, более личная вещь - это то, что вы хотите одобрение ваших коллег. Чисто и просто ".

Ральф Альфер сказал своему сыну Виктору в 1980 году, когда рассматривал вопрос о высшем образовании, что одобрение кого-либо не является причиной для продолжения учебы в аспирантуре или карьеры, требующей углубленного интенсивного обучения. Скорее, он сказал Виктору, «вы должны получать удовольствие и получать удовлетворение от работы, которую делаете каждый день, потому что вы не будете получать частые награды или похлопывания по спине». К тому времени он получил только три награды за свои работы в области космологии от Американского философского общества, Бельгийской академии наук и Института Франклина - и все они были присуждены после того, как ему исполнилось 50.

Личная жизнь и взгляды

Несмотря на то, что он воспитывал еврейскую семью, он считал себя агностиком и гуманистом. Ральф был любимым мужем и отцом. Он был женат на Луизе Альфер, имел двоих детей по имени Виктор Сет и Гарриет Роуз и двух внуков Лизу и Рэйчел Лебеткин.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки