Най- креативният астрофизик в България- Фриц Цвики

Ние, българите, следствие на вековни комплекси и неоправдани претенции, често се вкопчваме в името на някой наш преуспял сънародник, за да го издигнем като знаме на повяхналото си самочувствие.

И все пак, когато историята на голямата наука е толкова отчайващо пуста откъм български имена, всяко споменаване на нашата родина ни светва с благ пламък и надежда, че „и ний сме дали нещо на света…“.

С пълното съзнание колко жалко е това поведение, ще ви разкажа за един човек с изключително креативно мислене, изпреварил времето си с идеите си в астрофизиката (свръхнови, неутронни звезди, тъмна материя) и научната методология (морфологичен анализ).

Този учен не е българин, но все пак е роден в България. Казва се Фриц Цвики (Zwicky, Fritz) роден е на 14 февруари 1898 година във Варна, швейцарец е по произход и е преживял по-голяма част от живота си в САЩ.

Бил Брайсън за „нашето момче“

И за да не си помислите, че преувеличавам, ето какво пише Бил Брайсън в своята изключително увлекателна и изпълнена с чувство за хумор „Кратка история на почти всичко“:

„Терминът свръхнова звезда (специалистите казват за краткост само супернова) е създаден през 1930-те от един необикновено странен астрофизик на име Фриц Цвики. Роден в България и израснал в Швейцария, Цвики идва в Калифорнийския технологичен институт (Калтех) през 1920-те и там веднага се отличава с отблъскващата си личност и чудати способности. Не изглеждал особено умен и много от колегите му го възприемали малко като „противен простак.“

Запален по фитнеса, често лягал на пода на Калтехската зала за хранене или на други публични места и правел упражнения, като повдигал тялото си на една ръка, за да покаже силата си на всеки, който бил склонен да се съмнява в нея. Бил пословично известен с агресивността си, като накрая поведението му всявало такава заплаха, че най-близкият му сътрудник, възпитан човек на име Валтер Бааде, отказвал да остава насаме с него. Освен всичко останало, Цвики обвинил Бааде, който бил германец, че е нацист, какъвто той не бил. Имало е поне един случай, когато Цвики заплашвал да убие Бааде, който работел горе на хълма в обсерваторията Маунт Уилсън, ако го видел на територията на Калтех.
Но Цвики бил способен на смайващи с проницателността си и изключителност прозрения. В началото на 1930-те вниманието му се насочило към въпрос, който отдавна занимавал астрономите: появата от време на време на небето на необясними точки светлина — нови звезди. Вероятността била малка, но той се чудел дали неутроните — частици от състава на атомите, които току-що били открити в Англия от Джеймс Чадуик, и съответно били нещо ново и модно — не са причината. Дошло му на ум, че ако една звезда се свие до степен на плътност, каквато има в ядрото на атома, резултатът ще е едно невъобразимо компактно ядро. Атомите буквално ще бъдат смазани, електроните им ще бъдат превърнати силово в ядро, образувайки неутрони. Ще се получи неутронна звезда. Да си представим милион наистина тежки гюлета, свити до размер на топче за игра — и това не е всичко. Ядрото на неутронна звезда има такава плътност, че една лъжица от материята й ще тежи 100 милиарда килограма. Една лъжица! Но има и още. Цвики разбира, че след колапса на такава звезда би имало много остатъчна енергия — достатъчно, за да се получи най-големият взрив във вселената. Тези остатъчни експлозии той нарича свръхнови звезди. Те ще са — те са — най-големите събития на сътворението.

На 15 януари 1934 г. списанието Физикъл Ривю публикува много кратко резюме на презентация, направена от Цвики и Бааде предишния месец в Станфордския университет. Въпреки изключителната му краткост — един параграф от двайсет и четири реда — резюмето съдържа много новости в науката: за първи път се споменават свръхновите и неутронните звезди; убедително се обяснява методът на формирането им; правилно се изчислява мащабът на тяхната експлозивност; и, като бонус към заключението, експлозиите на свръхнова звезда се свързват с появата на мистериозно ново явление, наречено космически лъчи, които наскоро били открити да съществуват в изобилие из вселената. Най-малкото, което можем да кажем, е, че тези идеи са били революционни. Трябвало да изминат трийсет и четири години преди съществуването на неутронни звезди да бъде потвърдено. Концепцията за космическите лъчи, въпреки че е правдоподобна, още не е доказана. Като цяло по думите на астрофизика Кип С. Торне от Калтех резюмето е било „един от най-далновидните документи в историята на физиката и астрономията.“

Интересното е, че Цвики почти не разбирал, защо всичко това става. Според Торне „той не разбирал достатъчно добре законите на физиката, за да докаже идеите си“. Талантът на Цвики бил за големи идеи. Други — Бааде най-вече — били оставени да правят изчисленията.

Цвики също първи забелязал, че във вселената няма достатъчно видима маса, за да държи галактиките заедно, и че трябва да има някакво друго гравитационно влияние — това, което сега наричаме тъмна материя. Едно нещо той не успял да види и то е, че ако неутронна звезда се свие достатъчно, тя ще стане толкова плътна, че дори и светлината няма да избегне огромното й гравитационно притегляне. Ще има черна дупка. За жалост Цвики така бил презиран от колегите си, че неговите идеи почти не привлекли никакво внимание. Когато пет години по-късно великият Роберт Опенхаймер разглежда неутронните звезди в един забележителен доклад, той нито веднъж не споменава работата на Цвики, въпреки че Цвики работел от години върху проблема в кабинет наблизо по коридора. Изводите, до които стига Цвики по отношение на тъмната материя, няма да привлекат сериозно внимание, докато не минат около четирийсет години. Можем само да допуснем, че през това време е направил много гимнастически упражнения, повдигайки тялото си на една ръка.“
Бил Брайсън „Кратка история на почти всичко“.

И така, да обобщим:

Фриц Цвики се оказва един от най-ексцентричните и креативни астрофизици в историята.
Негови приноси и постижения:

– Професор по астрономия (1942-1968) в Калифорнийския технологичен институт (Калтех);
– Докато работел за обсерваториите Маунт-Уилсон и Маунт-Паломар открил десетки хиляди галактики;
– Директор на изследванията за Aerojet Engineering и „баща“ на съвременния реактивен двигател;
-Президент на Международната академия на астронавтите;
-Първият, който осъзнава, че във Вселената няма достатъчно видима маса, която да удържа галактиките заедно и че би трябвало да има някакво друго гравитационно влияние – това, което днес наричаме тъмна материя (1933);
– Първото споменаване на свръхнови и неутронни звезди (1934);
обяснява начина на образуването им;
– пресмята мащабите на тяхната експлозивност;
– свързва избухването на свръхнова с пораждането на едно ново мистериозно явление, наречено космични лъчи, за които наскоро било установено, че изпълват Вселената;
– Открива, че галактиките и галактическите клъстери действат като гравитационни лещи (1937);
– Развива морфологичния анализ като общ метод за неколичествено моделиране.

Цвики е един от най-влиятелните мислители в света на науката, като много от неговите идеи изпреварват времето си и биват публично осъзнати и реализирани десетки години по-късно. Той е един от най-изобретателните и широкообхватни учени, като успешно е комбинирал теоретични изследвания с практична, хуманитарна дейност.

Вероятно други негови идеи ще бъдат възкресени след време и тепърва ще осъзнаем скрития им потенциал.

„… в крайната истинска картина на света всичко е свързано с всичко останало и нищо не може да бъде захвърлено a priori под претекст, че не е важно.“

– Фриц Цвики: „Откриване, изобретяване, изследване чрез морфологичния подход“, 1969