Фред Хойл: Астроном, ядролық синтез теориясының авторы және ғалым-жазушы.

Кіріспе

1915–2001 жылдары өмір сүрген ағылшын астрономы, Болтон Архиеконы.

Мейхью сыйлығы (1936)
Смит сыйлығы (1938)
FRS (1957) – жұлдыздық нуклеосинтез теориясын жасаған және ықпалды B2FH мақаласының авторларының бірі болған ағылшын астрономы. Ол басқа ғылыми мәселелерде де, әсіресе "Ұлы жарылыс" теориясын (осы терминді ол ББС радиосында қолданған) "тұрақты күй моделі" пайдасына қабылдамауымен және Жердегі өмірдің пайда болуы ретінде панспермияны қолдауымен даулы пікірлер білдірді. Өмірінің көп бөлігін Кембридж университетінің Сент-Джон колледжінде өткізіп, Кембридждегі Теориялық астрономия институтының алғашқы директоры болды. Хойл ғылыми фантастикалық романдар, әңгімелер мен радиоспектакльдер жазды, телесериалдар жасауға қатысты және ұлы Джеффри Хойлмен бірлесіп он екі кітап жазды.

Ерте өмір

Хойл Англияның Йоркшир графтығының Батыс Ридинг аймағындағы Гилстед қаласында, Бингли маңында дүниеге келген. Оның әкесі Бен Хойл скрипкашы болған және Брэдфордта жүн саудасымен айналысып, Бірінші дүниежүзілік соғыста пулеметші болып қызмет еткен. Оның анасы Мейбел Пикард Лондондағы Корольдік музыка колледжінде музыканы оқыған, кейін кинотеатрларда пианинода ойнаған. Жастық шағында ол жергілікті Англикан шіркеуінің хорында ән салған. 1936 жылы Хойл Джордж Стэнли Рашбрукпен бірге Мейхью сыйлығын бөлісіп алған.

Мансап

1940 жылдың соңында Хойл Кембриджден Портсмутқа барып, Адмиралтействода радар зерттеулерімен айналысты, мысалы, ұшақтардың биіктігін анықтау әдісін жасады. Ол сондай-ақ "Граф Шпи" кемесі "Плейт" өзенінде батып кеткеннен кейін табылған радармен басқарылатын қаруларға қарсы шараларға жетекшілік етті. Ұлыбританияның радар жобасы кең ауқымды операция болды және Хойлдің "Қара бұлт" романындағы ірі британдық жобаға шабыт берген болуы мүмкін. Бұл соғыстағы екі әріптесі Герман Бонди және Томас Голд болды, олар космология мәселелері бойынша көптеген талқылар жүргізді. Радар жұмысы Солтүстік Америкаға бірнеше сапарларды талап етті, ол астрономдармен кездесуге мүмкіндік алды. АҚШ-қа жасаған сапарында ол Калтехте және Паломар тауындағы суперновалар, ал Канадада плутонийдің ядролық физикасы туралы білді, екеуінің арасындағы ұқсастықтарды байқап, суперновалық нуклеосинтез туралы ойлана бастады. Ол кезде оның "Егер бұл жұмыс істесе, мен атымды шығарамын" деген сезімі болды (оның алға тартатын және маңызды мақаласы 1954 жылы жарияланды). Ол Кембриджде жұлдыздық нуклеосинтезді зерттейтін топ құрды және қазіргі модельдерде жұлдыздық көміртек өндірісінің жеткіліксіздігіне алаңдады. Ол қолданыстағы бір процестің көміртек-12 ядросы 7,7 МэВ резонансына ие болса, миллиард есе өнімді болатынын байқады, бірақ сол кездегі ядролық физиктер осындай байқалған мәнді ескермеді. Тағы бір сапарда ол Калтехтегі ядролық физика тобына барып, бірнеше ай демалыс алды және оларды көміртек-12-де Хойл күйін табуға көндірді, одан Хойл мен Калтех тобының мүшелері бірлесіп жұлдыздық нуклеосинтездің толық теориясын жасады. Соғыс аяқталғаннан кейін 1945 жылы Хойл Кембридж университетіне оқытушы болып оралды, Сент-Джон колледжінде жұмыс істеді (ол 1939 жылдан бері осы колледждің мүшесі болған). Хойлдың Кембридждегі жылдары, 1945-1973 жылдары, оны әлемдік астрофизика теориясының қатарына көтерді, бұл көптеген тақырыптарды қамтитын идеялардың ерекше түпнұсқалығының арқасында болды. 1958 жылы Хойл Кембридж университетінің астрономия және эксперименталды философия бойынша Плюмиан профессоры болып тағайындалды. 1967 жылы ол Теориялық астрономия институтының (кейіннен Кембридж астрономия институты деп аталды) директоры болды. Оның инновациялық басшылығы осы институтты теориялық астрофизика саласындағы әлемдегі жетекші орталықтардың біріне айналдырды. 1971 жылы ол Шотландиядағы Инженерлер мен кеме жасаушылар институтына Макмилланның естелік лекциясын оқуға шақырылды. Ол "Астрономиялық құралдар және олардың құрылысы" тақырыбын таңдады. 1972 жылы Хойл рыцарьдық орденмен марапатталды. Екі беделді лауазымды иеленгеніне қарамастан, 1972 жылы Хойл Кембридждегі өміріне наразы болды. Профессорлық таққа сайлау туралы дау 1972 жылы Хойлдың Плюмиан профессоры лауазымынан кетуіне әкелді. Келесі жылы ол институт директоры лауазымынан да кетті. Оның әрекеттерін түсіндіре отырып, ол кейін былай деп жазды: "Жеңіске үміт жоқ майданшада шайқасудың мәнісіз екенін түсінемін. Кембридж жүйесі тиімді түрде құрылған, бұл бағытты белгілеуге және маңызды шешімдерді қабылдауға кедері келтіретін, білімі жеткіліксіз және саяси мотивацияланған комитеттердің араласуына мүмкіндік береді. Бұл жүйеде тиімді болу үшін әрқашан әріптестеріңді қадағалау керек, тіпті Робеспьердің тыңшылар жүйесі сияқты. Егер солай істесең, шынайы ғылымға уақыт қалмайды". Кембриджтен кеткеннен кейін Хойл бірнеше ғылыми және ғылыми-фантастикалық кітаптар жазды, сондай-ақ әлемдік деңгейде лекциялар оқыды, ішінара өзін қамтамасыз ету үшін. Хойл 1967 жылдан бері 150 дюймдік Англо-Австралия телескобын жоспарлау кезеңіндегі бірлескен саясат комитетінің мүшесі болды. 1973 жылы ол Англо-Австралия телескобы кеңесінің төрағасы болды және 1974 жылы Уэльс принці Чарльздың қатысуымен телескоптың ашылу рәсіміне төрағалық етті.

In late 1940, Hoyle left Cambridge to go to Portsmouth to work for the Admiralty on radar research, for example devising a method to get the altitude of incoming aeroplanes. He was also put in charge of countermeasures against the radar guided guns found on the Graf Spee after its scuttling in the River Plate. Britain's radar project was a large scale operation, and was probably the inspiration for the large British project in Hoyle's novel The Black Cloud. Two colleagues in this war work were Hermann Bondi and Thomas Gold, and the three had many discussions on cosmology. The radar work involved several trips to North America, where he took the opportunity to visit astronomers. On one trip to the US, he learned about supernovae at Caltech and Mount Palomar and, in Canada, the nuclear physics of plutonium implosion and explosion, noticed some similarity between the two and started thinking about supernova nucleosynthesis. He had an intuition at the time "I will make a name for myself if this works out" (he published his prescient and groundbreaking paper in 1954). He also formed a group at Cambridge exploring stellar nucleosynthesis in ordinary stars and was bothered by the paucity of stellar carbon production in existing models. He noticed that one existing process would be made a billion times more productive if the carbon 12 nucleus had a resonance at 7.7 MeV, but nuclear physicists at the time omitted such an observed value. On another trip, he visited the nuclear physics group at Caltech, spent a few months of sabbatical there and persuaded them against their scepticism to find the Hoyle state in carbon 12, from which a full theory of stellar nucleosynthesis was developed, co authored by Hoyle and members of the Caltech group. In 1945, after the war ended, Hoyle returned to Cambridge University as a lecturer at St John's College, Cambridge (where he had been a Fellow since 1939). Hoyle's Cambridge years, 1945–1973, saw him rise to the top of world astrophysics theory, on the basis of a startling originality of ideas covering a wide range of topics. In 1958, Hoyle was appointed Plumian Professor of Astronomy and Experimental Philosophy in Cambridge University. In 1967, he became the founding director of the Institute of Theoretical Astronomy (subsequently renamed the Institute of Astronomy, Cambridge), where his innovative leadership quickly led to this institution becoming one of the premier groups in the world for theoretical astrophysics. In 1971, he was invited to deliver the MacMillan Memorial Lecture to the Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland. He chose the subject "Astronomical Instruments and their Construction". Hoyle was knighted in 1972. Although the occupant of two distinguished offices, by 1972 Hoyle had become unhappy with his life in Cambridge. A dispute over election to a professorial chair led to Hoyle resigning as Plumian professor in 1972. The following year he also resigned the directorship of the Institute. Explaining his actions, he later wrote: "I do not see any sense in continuing to skirmish on a battlefield where I can never hope to win. The Cambridge system is effectively designed to prevent one ever establishing a directed policy key decisions can be upset by ill informed and politically motivated committees. To be effective in this system one must for ever be watching one's colleagues, almost like a Robespierre spy system. If one does so, then of course little time is left for any real science." After leaving Cambridge, Hoyle wrote several popular science and science fiction books, as well as presenting lectures around the world, partly to provide a means of support. Hoyle was still a member of the joint policy committee (since 1967), during the planning stage for the 150 inch Anglo Australian Telescope at Siding Spring Observatory in New South Wales. He became chairman of the Anglo Australian Telescope board in 1973, and presided at its inauguration in 1974 by Charles, Prince of Wales.

Өлу және қайтыс болу

Кеймбриджден кеткеннен кейін Хойл көлдер аймағына көшіп, уақытын сортаң далаларда серуендеуге, кітап жазуға, әлемнің әртүрлі зерттеу орталықтарына сапар шегуге және ғылыми идеялармен жұмыс істеуге арнады (олар көбінесе қабылданбады). 1997 жылғы 24 қарашада, Гилстедтегі балалық шағының үйіне жақын, Батыс Йоркширдегі сортаң дала арқылы жүріп бара жатып, Хойл Шипли Глен деп аталатын тік жарға құлап түсті. Оны іздеуші иттердің көмегімен шамамен 12 сағаттан кейін тапты. Ол екі ай бойы иық сүйегінің сынуымен, пневмониямен және бүйрек проблемаларымен ауруханада жатты, бәрі де суық тиюден туындаған. Осыдан кейін ол айқын түрде денсаулығы нашарлап, есте сақтау және ойлау қабілетімен байланысты қиындықтарды бастан өткерді. 2001 жылы ол бірнеше рет инсульт алды және сол жылдың 20 тамызында Борнмут қаласында қайтыс болды.

Нуклеосинтездің пайда болуы

Хойл жұлдыздық ядролық реакциялар арқылы гелийден ауыр химиялық элементтердің синтезі туралы алғашқы екі ғылыми мақаланың авторы болды. 1946 жылы жарық көрген олардың біріншісі жұлдыздардың ядролары миллиардтаған градус температураға дейін дамитынын көрсетті, бұл негізгі тізбекті жұлдыздардың термоядролық энергиясының шығу тегі деп саналатын температуралардан әлдеқайда жоғары. Хойл мұндай жоғары температурада темір элементі ядролық бөлшектердің арасындағы жылулық тепе-теңдікке байланысты басқа ауыр элементтерге қарағанда әлдеқайда көп болатынын көрсетті, бұл темірдің табиғи мол болуын түсіндіреді. Бұл идея кейін eProcess деп аталды. 1954 жылы жарық көрген Хойлдің екінші ядролық синтез туралы басылымы көміртек пен темір арасындағы элементтерді осындай тепе-теңдік процестер арқылы синтездеуге болмайтынын көрсетті. Ол бұл элементтерді суперноваға дейінгі ғаламшарда пайда болған жұлдыздардың концентрикалық қабықтарындағы мол құрауыштар арасындағы ядролық синтез реакцияларына жатқызды. Бұл таңғажайып заманауи сурет – осы негізгі элементтердің суперновалық нуклеосинтезі үшін бүгінгі таңда қабылданған парадигма. 1950 жылдардың ортасында Хойл Кембриджде кездескен талантты эксперименталды және теориялық физиктер тобының жетекшісі болды: Уильям Альфред Фаулер, Маргарет Бербидж және Джеффри Бербидж. Бұл топ ғаламдағы химиялық элементтердің қалай пайда болғанын жүйелендірді, қазір бұл ядролық синтез деп аталатын сала. 1957 жылы бұл топ B2FH мақаласын шығарды (төрт автордың аты-жөнінің алғашқы әріптерімен белгілі), онда нуклеосинтез саласы өзара толықтай ядролық процестерге ұйымдастырылды. Олар ауыр элементтерді синтездеудің жаңа әдістерін енгізді – нейтрондық тұтқынға алу реакциялары арқылы, сонымен аталатын s-процесі және r-процесі. B2FH мақаласы соншалықты ықпалды болды, егерменші ғасырдың қалған бөлігінде ол нуклеосинтез теориясының қабылданған шығу тегін келтіргісі келетін барлық зерттеушілердің әдеттегі сілтемесі болды, нәтижесінде, Хойлдің 1954 жылғы мақаласы белгісіз болып қалды. ХХІ ғасырдағы тарихи зерттеулер Хойлдің 1954 жылғы мақаласын ғылыми беделге қайтарып отыр. Бұл тарихи дәлелдер алғаш рет 2007 жылы Калтехта Фаулер мен Хойлдің өлімінен кейін "B2FH" басылымының 50 жылдығын атап өту үшін ұйымдастырылған конференцияға қатысқан нуклеосинтез сарапшыларының жиналысына ұсынылды. Иронияға орай, B2FH мақаласында Хойлдің 1954 жылы суперновалық қабықшалар арқылы кремний мен темір арасындағы элементтердің пайда болуы туралы тұжырымы қарастырылмаған. Хойлмен көптеген жеке талқылауларына сүйене отырып, Дональд Д. Клейтон B2FH-дегі бұл түсіндіруге болмайтын қадағалауды Хойлдің 1956 жылы Калтехта Г. Р. Бербидж пен Э. М. Бербидж жасаған жобаны түзетудің жоқтығына байланысты деп санайды. Хойлдің ядролық синтез туралы екінші еңбегінде антропологиялық принциптің қызықты қолданылуы туралы айтылған, ол кезде ол осы атпен танылмаған. Жұлдыздық нуклеосинтездің қадамдарын анықтауға тырысқанда, Хойл, карбон ядросының жұмыс істеуі үшін өте нақты резонанстық энергиясы мен айналуы қажет болатын, ал гелийден көміртек шығаратын үш еселенген альфа процесі белгілі бір ядролық реакцияны есептеп шығарды. Әлемдегі көміртегінің көптігі, көміртектен тұратын кез келген тіршілік түрінің болуы мүмкіндігін қамтамасыз етеді, бұл ядролық реакцияның жұмыс істеуі керектігін Хойлге көрсетті. Осы ұғымға сүйене отырып, Хойл энергияның мәндерін, ядролық спинді және үш альфа бөлшектер (гелий ядролары) құраған көміртек ядросындағы қосылған күйдің паритетті болжады, бұл кейіннен тәжірибе арқылы расталды. Көміртегі энергиясының деңгейі көміртегі энергиясының деңгейі схемасында төмендеуі статистикалық тұрғыдан өте аз. Кейінірек Хойл былай деп жазды: "Көміртек атомының қасиеттерін қандай да бір аса саналы ақыл-ой құрастырған болса керек, әйтпесе табиғаттың соқыр күштері арқылы осындай атомды табу мүмкіндігім өте аз болар еді. Фактілерді түсіндірудің жалпы ақыл-ойлық түсінігі физикамен, химиямен және биологиямен маймылданған суперинтеллект бар екенін және табиғатта сөйлеуге тұрарлық соқыр күштер жоқ екенін көрсетеді. Фактілерден есептелген сандар маған осы қорытындыны күмәнсіз етіп қоятындай болып көрінеді." Fred Hoyle Оның әріптесі Уильям Альфред Фаулер ақырында 1983 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алды (Субрахманян Чандрасекармен бірге), бірақ Хойлдің алғашқы үлесін сайлаушылар елемеді, және көптеген адамдар осындай атақты астрономның жоғалғанына таң қалды. Фаулер өзінің автобиографиялық эскизінде Хойлдің пионерлік еңбегін растады: "Жұлдыздардағы нуклеосинтез концепциясы алғаш рет 1946 жылы Хойлмен белгіленді. Бұл ғаламда гелийден ауыр элементтердің болуын түсіндіруге мүмкіндік берді, негізінен, көміртегі сияқты маңызды элементтер жұлдыздарда пайда болуы мүмкін екенін және бұл жұлдыз "өлгенде" басқа жұлдыздар мен планеталарға қосылатынын көрсетті. Қазіргі жаңа жұлдыздар осы ауыр элементтермен басталады және одан да ауыр элементтер олардан пайда болады. Хойл басқа сирек элементтерді суперновалармен, ғаламда уақыт-уақыт болатын алып жарылыстармен түсіндірді, олардың температурасы мен қысымы осындай элементтерді жасау үшін қажет." William Fowler

Hoyle authored the first two research papers ever published on synthesis of chemical elements heavier than helium by stellar nuclear reactions. The first of these in 1946 showed that cores of stars will evolve to temperatures of billions of degrees, much hotter than temperatures considered for thermonuclear origin of stellar power in main sequence stars. Hoyle showed that at such high temperatures the element iron can become much more abundant than other heavy elements owing to thermal equilibrium among nuclear particles, explaining the high natural abundance of iron. This idea would later be called the eProcess. Hoyle's second foundational nucleosynthesis publication, published in 1954, showed that the elements between carbon and iron cannot be synthesized by such equilibrium processes. He attributed those elements to specific nuclear fusion reactions between abundant constituents in concentric shells of evolved massive, pre supernova stars. This startlingly modern picture is the accepted paradigm today for the supernova nucleosynthesis of these primary elements. In the mid 1950s, Hoyle became the leader of a group of talented experimental and theoretical physicists who met in Cambridge: William Alfred Fowler, Margaret Burbidge, and Geoffrey Burbidge. This group systematized basic ideas of how all the chemical elements in our universe were created, with this now being a field called nucleosynthesis. Famously, in 1957, this group produced the B2FH paper (known for the initials of the four authors) in which the field of nucleosynthesis was organized into complementary nuclear processes. They added much new material on the synthesis of heavy elements by neutron capture reactions, the so called s process and the r process. So influential did the B2FH paper become that for the remainder of the twentieth century it became the default citation of almost all researchers wishing to cite an accepted origin for nucleosynthesis theory, and as a result, the path breaking Hoyle 1954 paper fell into obscurity. Historical research in the 21st century has brought Hoyle's 1954 paper back to scientific prominence. Those historical arguments were first presented to a gathering of nucleosynthesis experts attending a 2007 conference at Caltech organized after the deaths of both Fowler and Hoyle to celebrate the 50th anniversary of the publication of B2FH. Ironically the B2FH paper did not review Hoyle's 1954 supernova shells attribution of the origin of elements between silicon and iron despite Hoyle's co authorship of B2FH. Based on his many personal discussions with Hoyle Donald D. Clayton has attributed this seemingly inexplicable oversight in B2FH to the lack of proofreading by Hoyle of the draft composed at Caltech in 1956 by G. R. Burbidge and E. M. Burbidge. The second of Hoyle's nucleosynthesis papers also introduced an interesting use of the anthropic principle, which was not then known by that name. In trying to work out the steps of stellar nucleosynthesis, Hoyle calculated that one particular nuclear reaction, the triple alpha process, which generates carbon from helium, would require the carbon nucleus to have a very specific resonance energy and spin for it to work. The large amount of carbon in the universe, which makes it possible for carbon based life forms of any kind to exist, demonstrated to Hoyle that this nuclear reaction must work. Based on this notion, Hoyle therefore predicted the values of the energy, the nuclear spin and the parity of the compound state in the carbon nucleus formed by three alpha particles (helium nuclei), which was later borne out by experiment. This energy level, while needed to produce carbon in large quantities, was statistically very unlikely to fall where it does in the scheme of carbon energy levels. Hoyle later wrote:

Would you not say to yourself, "Some super calculating intellect must have designed the properties of the carbon atom, otherwise the chance of my finding such an atom through the blind forces of nature would be utterly minuscule. A common sense interpretation of the facts suggests that a superintellect has monkeyed with physics, as well as with chemistry and biology, and that there are no blind forces worth speaking about in nature. The numbers one calculates from the facts seem to me so overwhelming as to put this conclusion almost beyond question. "|Fred Hoyle

His co worker William Alfred Fowler eventually won the Nobel Prize for Physics in 1983 (with Subrahmanyan Chandrasekhar), but Hoyle's original contribution was overlooked by the electors, and many were surprised that such a notable astronomer missed out. Fowler himself in an autobiographical sketch affirmed Hoyle's pioneering efforts:

The concept of nucleosynthesis in stars was first established by Hoyle in 1946. This provided a way to explain the existence of elements heavier than helium in the universe, basically by showing that critical elements such as carbon could be generated in stars and then incorporated in other stars and planets when that star "dies". The new stars formed now start off with these heavier elements and even heavier elements are formed from them. Hoyle theorized that other rarer elements could be explained by supernovas, the giant explosions which occasionally occur throughout the universe, whose temperatures and pressures would be required to create such elements.|William Fowler

Үлкен жарылыстың жоққа шығарылуы

Хойлдің ғаламның кеңейіп жатқаны туралы Лематр теориясымен (кейін Эдвин Хабблдің байқауымен расталды) келіспеушілігі болса да, оның интерпретациясымен келіспеді. Ол ғаламның бастамасы бар деген идеяны псевдоғылым деп тапты, бұл "иррационалды процесс, оны ғылыми терминдермен сипаттау мүмкін емес" (Каламның космологиялық аргументін қараңыз) деген жаратқышқа жасалған дәлелдерге ұқсайды. Оның орнына, Хойл Томас Голд пен Герман Бондимен бірге (олармен бірге Екінші дүниежүзілік соғыста радармен жұмыс істеген) 1948 жылы ғаламның "тұрақты күйде" екендігін ұсына бастады және олардың Тұрақты Күй теориясын қалыптастырды. Теория ғаламның мәңгілік және негізінен өзгермейтін болуын, сонымен бірге біз байқайтын галактикалардың бір-бірінен алыстауын түсіндіруге тырысты. Теория галактикалар арасындағы материяның уақыт өте келе жаратылуына негізделген, сондықтан галактикалар бір-бірінен алыстағанмен, олардың арасында пайда болатын жаңа галактикалар олар қалдырған кеңістікті толтырады. Нәтижесіндегі ғалам "тұрақты күйде" болады – ағып жатқан өзен сияқты, жеке су молекулалары алыстаса да, жалпы өзен өзгермейді. Теория Үлкен жарылысқа балама болды, ол Үлкен жарылыс сияқты сол кездегі маңызды байқаулармен, атап айтқанда Хабблдің қызыл жылжу байқауларымен келісті, ал Хойл Үлкен жарылыстың қатаң сынышысы болды. Ол "Биг Бенг" терминін 1949 жылғы 28 наурызда BBC радиосының үшінші бағдарламасында қолданды. Джордж Гамов пен оның қарсыластары Хойлдің мақсатының осылайша кемсіту екенін айтты, ал ол оқыған сценарийді қарсыластары "бос, бір жақты, қорлаушы, BBC-ге лайық емес" деп түсіндірді. Хойл өзінің кемсіту мақсатында әрекет еткенін жоққа шығарды және бұл радио тыңдаушыларына екі теорияның айырмашылығын көрсету үшін жасалған әсерлі образ болғанын айтты. Тағы бір BBC сұхбатта ол: "Ғалымдардың "Биг Бенгті" ұнату себебі – олар Жаратылыс кітабынан көлеңкеде қалған. Көптеген ғалымдардың санасында Жаратылыс кітабының алғашқы бетіне сену тереңге сіңген" деді. Хойлдің Кавендиш радиоастрономия тобының Мартин Райлмен Тұрақты Күй теориясы бойынша қызу пікірталасы болды, бұл 1960 жылдары Кавендиш тобы мен Кембридж астрономия институты арасындағы ынтымақтастықты шектеді. Гойл, Голд пен Бондиден айырмашылығы, жаңа материяның пайда болуын түсіндіру үшін ол "жарату өрісі" немесе жай ғана "С өрісі" деп атаған нәрсенің бар екенін болжады, ол энергияның сақталуымен үйлесімді болу үшін теріс қысымға ие және ғаламның кеңеюін қозғады. Бұл С өрісі кейінірек ғарыштық инфляция үшін "де Ситтер шешімімен" бірдей, бірақ С өрісі моделі де Ситтер инфляция моделінен әлдеқайда баяу әрекет етеді. Олар бірігіп, үздіксіз жаратылыс бүкіл ғаламның ештен пайда болуынан гөрі түсіндіруге оңай емес екенін, бірақ оны үнемі жасау қажет екенін дәлелдеді. Ақырында, жиналған байқау деректері көптеген космологтарды Тұрақты Күй моделінің дұрыс емес екеніне және Үлкен жарылыс теориясы байқаулармен жақсы келісетініне көндірді, бірақ Хойл өзінің теориясын қолдауды және дамытуды жалғастырды. 1993 жылы Тұрақты Күй теориясына қарсы кейбір дәлелдерді түсіндіру үшін ол "квази тұрақты күй космологиясы" (QSS) деп аталатын өзгертілген нұсқасын ұсынды, бірақ бұл теория кеңінен қабылданбады. Үлкен жарылыстың Тұрақты Күй моделінен жеңіске жетуіне әкелген дәлелдерге 1960 жылдары ғарыштық микротолқындық фондық сәулеленудің ашылуы және 1980 жылдары Ғаламдағы "жас галактикалар" мен квазарлардың таралуы кірді, бұл ғаламның жасы туралы тұрақты бағалауды көрсетті. Хойл 2001 жылы Үлкен жарылыс теориясының дұрыстығын ешқашан қабылдамай қайтыс болды. Үлкен жарылыс космологиясында микротолқынды фон қалай түсіндіріледі? Үлкен жарылыс теориясын жақтаушылар не айтса да, ол түсіндірілмейді. Бұл болжам теорияны құрайтын гипотезалар каталогындағы бағбанның жазбасынан басқа ештеңе емес. Егер бақылау 2,7 Келвиннің орнына 27 Келвин көрсеткен болса, онда 27 Келвин каталогқа енгізілген болар еді. Немесе 0,27 Келвин. Не болмаса, кез келген сан.

While having no argument with the Lemaître theory (later confirmed by Edwin Hubble's observations) that the universe was expanding, Hoyle disagreed on its interpretation. He found the idea that the universe had a beginning to be pseudoscience, resembling arguments for a creator, "for it's an irrational process, and can't be described in scientific terms" (see Kalam cosmological argument). Instead, Hoyle, along with Thomas Gold and Hermann Bondi (with whom he had worked on radar in the Second World War), in 1948 began to argue for the universe as being in a "steady state" and formulated their Steady State theory. The theory tried to explain how the universe could be eternal and essentially unchanging while still having the galaxies we observe moving away from each other. The theory hinged on the creation of matter between galaxies over time, so that even though galaxies get further apart, new ones that develop between them fill the space they leave. The resulting universe is in a "steady state" in the same manner that a flowing river is—the individual water molecules are moving away but the overall river remains the same. The theory was one alternative to the Big Bang which, like the Big Bang, agreed with key observations of the day, namely Hubble's red shift observations, and Hoyle was a strong critic of the Big Bang. He coined the term "Big Bang" on BBC radio's Third Programme broadcast on 28 March 1949. It was said by George Gamow and his opponents that Hoyle intended to be pejorative, and the script from which he read aloud was interpreted by his opponents to be "vain, one sided, insulting, not worthy of the BBC". Hoyle explicitly denied that he was being insulting and said it was just a striking image meant to emphasize the difference between the two theories for the radio audience. In another BBC interview, he said, "The reason why scientists like the "Big Bang" is because they are overshadowed by the Book of Genesis. It is deep within the psyche of most scientists to believe in the first page of Genesis". Hoyle had a famously heated argument with Martin Ryle of the Cavendish Radio Astronomy Group about Hoyle's steady state theory, which somewhat restricted collaboration between the Cavendish group and the Cambridge Institute of Astronomy during the 1960s. Hoyle, unlike Gold and Bondi, offered an explanation for the appearance of new matter by postulating the existence of what he dubbed the "creation field", or just the "C field", which had negative pressure in order to be consistent with the conservation of energy and drive the expansion of the universe. This C field is the same as the later "de Sitter solution" for cosmic inflation, but the C field model acts much slower than the de Sitter inflation model. They jointly argued that continuous creation was no more inexplicable than the appearance of the entire universe from nothing, although it had to be done on a regular basis. In the end, mounting observational evidence convinced most cosmologists that the steady state model was incorrect and that the Big Bang theory agreed better with observations, although Hoyle continued to support and develop his theory. In 1993, in an attempt to explain some of the evidence against the steady state theory, he presented a modified version called "quasi steady state cosmology" (QSS), but the theory is not widely accepted. The evidence that resulted in the Big Bang's victory over the steady state model included discovery of cosmic microwave background radiation in the 1960s, and the distribution of "young galaxies" and quasars throughout the Universe in the 1980s indicate a more consistent age estimate of the universe. Hoyle died in 2001 having never accepted the validity of the Big Bang theory. How, in the big bang cosmology, is the microwave background explained? Despite what supporters of big bang cosmology claim, it is not explained. The supposed explanation is nothing but an entry in the gardener's catalogue of hypothesis that constitutes the theory. Had observation given 27 Kelvins instead of 2.7 Kelvins for the temperature, then 27 kelvins would have been entered in the catalogue. Or 0.27 Kelvins. Or anything at all.|Hoyle, 1994

Гравитация теориясы

Нарликармен бірге Хойл 1960 жылдары гравитациялық теория бойынша бөлшектер теориясын жасады, Хойл-Нарликар гравитациялық теориясы. Ол Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясына шамамен ұқсас болжамдар жасады, бірақ Эйнштейн өз теориясына енгізуге тырысқан, бірақ сәтті болмаған Мах принципін қамтыды. Хойл-Нарликар теориясы бірнеше сынақтан өтпейді, оның ішінде микротолқынды фонмен үйлесімділік сынағынан да. Бұл олардың ғаламның тұрақты күйдегі моделіне сенуінен туындады.

Жердегі абиогенезді қабылдамау

Кейінгі жылдары Хойл Жердегі тіршіліктің пайда болуын түсіндіретін абиогенез теориясының қатал сыншысы болды. Чандра Викрамасингхемен бірге Хойл Жердегі алғашқы тіршілік кеңістікте басталып, панспермия арқылы ғаламға тарады деген болжамды алға тартты және Жердегі эволюцияға кометалар арқылы келетін вирустардың тұрақты ағыны әсер етеді. Кометаларда органикалық қосылыстардың едәуір пайызы бар деген сенім оның уақытынан алда болды, өйткені 1970 және 1980 жылдары басым көзқарастар кометалар негізінен су мұзынан тұрады дегенге сәйкес, органикалық қосылыстардың болуы өте даулы болды. 2003 жылы Викрамасингхе былай деп жазды: "Дарвинизм мен креационизмнің арасындағы қатыгез пікірсайыста біздің ұстанымымыз ерекше. Біз екі жақтан да қолдау таппасақ, екеуі де бізді қарсылас деп санайды. Сондықтан біз ерекше көзқараспен сырттан келгендерміз, ал дағдарыстан шығу жолы туралы ұсынысымыз әлі қарастырылмаған". Хойл мен Викрамасингхе Жер бетіндегі аурулардың пайда болуының ғарыштық тегін бірнеше рет дәлелдеді, соның ішінде 1918 жылғы тұмау пандемиясы, полиомиелит және жұқпалы сиыр ауруының кейбір жағдайлары. 1918 жылғы тұмау пандемиясы кезінде олар кометалық шаңның вирусты бірнеше жерде бір уақытта Жерге әкелгенін болжады – бұл пікірді осы пандемия бойынша сарапшылар көпшілігі жоққа шығарды. 1982 жылы Хойл Корольдік институттың Omni лекциясында "Ғарыштан эволюция" тақырыбында баяндама жасады. Жердегі абиогенездің өте шалқақ мүмкіндігін қарастырғаннан кейін ол былай деп қорытындылады: Егер адам осы мәселеге тікелей және әсерлі түрде қараса, ғылыми пікірдің наразылығына ұшыраудан қорқымай, биоматериалдардың таңғажайып реті ақылды жобаның нәтижесі болуы керек деген тұжырымға келеді. Фред Хойл 1982-1984 жылдары жарық көрген "Ғарыштан эволюция" (Чандра Викрамасингхемен бірлесіп жазылған) кітабында панспермиясыз ең қарапайым тірі жасушаға қажетті ферменттер жиынтығын алу мүмкіндігінің 1040 000-ға 1 тең екенін есептеді. Белгілі ғаламдағы атомдар саны бұл санмен салыстырғанда өте шағын (1080), сондықтан ол Жердің өмірдің пайда болған жері ретінде қарастырылуы мүмкін емес деп мәлімдеді. Ол былай деді: "Жанды жасушаның биополимері ғана емес, сонымен қатар оның жұмыс істеу бағдарламасының Жердегі алғашқы органикалық шұбадан кездейсоқ пайда болуы, әрине, үлкен абсурдтық". Хойл өзін атеист деп жарияласа да, басшылық күш бар деген ой оны "физика, химия және биологияны өзгертуге қабілетті жоғары интеллект бар, сондықтан табиғатта сөз қозғауға тұрарлық соқыр күш жоқ" деген тұжырымға жеткізді. Ол панспермиясыз ең қарапайым жасушаның кездейсоқ пайда болуын "жөндеу орнынан өтіп бара жатқан торнадоның боинг-747 ұшағын құрастыру мүмкіндігімен" салыстырды, тіпті бір ғана жұмыс істейтін ақуызды алу мүмкіндігін кездейсоқ аминокислоталардың үйлесімділігімен, соқыр адамдардың бір уақытта Рубик текшесін шешуімен салыстырды. Бұл "жөндеу орнындағы торнадо" немесе "Хойлдың қателігі" деп аталады. Ақылды жобалау (ID) философиясын жақтаушылар кейде Хойлдың осы саладағы еңбектерін ғаламның ақылды тіршілікке мүмкіндік беру үшін жақсы реттелгенін дәлелдеу үшін келтіреді.

In his later years, Hoyle became a staunch critic of theories of abiogenesis to explain the origin of life on Earth. With Chandra Wickramasinghe, Hoyle promoted the hypothesis that the first life on Earth began in space, spreading through the universe via panspermia, and that evolution on Earth is influenced by a steady influx of viruses arriving via comets. His belief that comets had a significant percentage of organic compounds was well ahead of his time, as the dominant views in the 1970s and 1980s were that comets largely consisted of water ice, and the presence of organic compounds was then highly controversial. Wickramasinghe wrote in 2003: "In the highly polarized polemic between Darwinism and creationism, our position is unique. Although we do not align ourselves with either side, both sides treat us as opponents. Thus we are outsiders with an unusual perspective—and our suggestion for a way out of the crisis has not yet been considered." Hoyle and Wickramasinghe advanced several instances where they say outbreaks of illnesses on Earth are of extraterrestrial origins, including the 1918 flu pandemic, and certain outbreaks of polio and mad cow disease. For the 1918 flu pandemic, they hypothesized that cometary dust brought the virus to Earth simultaneously at multiple locations—a view almost universally dismissed by experts on this pandemic. In 1982, Hoyle presented Evolution from Space for the Royal Institution's Omni Lecture. After considering what he thought of as a very remote possibility of Earth based abiogenesis he concluded:

If one proceeds directly and straightforwardly in this matter, without being deflected by a fear of incurring the wrath of scientific opinion, one arrives at the conclusion that biomaterials with their amazing measure of order must be the outcome of intelligent design. No other possibility I have been able to think of |Fred Hoyle

Published in his 1982/1984 books Evolution from Space (co authored with Chandra Wickramasinghe), Hoyle calculated that the chance of obtaining the required set of enzymes for even the simplest living cell without panspermia was one in 1040,000. Since the number of atoms in the known universe is infinitesimally tiny by comparison (1080), he argued that Earth as life's place of origin could be ruled out. He claimed:

The notion that not only the biopolymer but the operating program of a living cell could be arrived at by chance in a primordial organic soup here on the Earth is evidently nonsense of a high order. Though Hoyle declared himself an atheist, this apparent suggestion of a guiding hand led him to the conclusion that "a superintellect has monkeyed with physics, as well as with chemistry and biology, and there are no blind forces worth speaking about in nature." He would go on to compare the random emergence of even the simplest cell without panspermia to the likelihood that "a tornado sweeping through a junk yard might assemble a Boeing 747 from the materials therein" and to compare the chance of obtaining even a single functioning protein by chance combination of amino acids to a solar system full of blind men solving Rubik's Cubes simultaneously. This is known as "the junkyard tornado", or "Hoyle's Fallacy". Those who advocate the intelligent design (ID) philosophy sometimes cite Hoyle's work in this area to support the claim that the universe was fine tuned to allow intelligent life to be possible.

Басқа пікірлер

Хойл ядролық синтез және ғылымды насихаттау жөніндегі еңбектерімен жақсы танымал болғанмен, ғылыми қауымдастықтың басым теорияларына тікелей қарсы келетін көптеген ғылыми мәселелерде өзінің ұстанымдарын сақтап келді. Хойл Кембридждегі күрделі және ұсақ-түйек саясатқа жиі ашуланып, британдық астрономия қауымдастығының барлық деңгейдегі мүшелерімен және мекемелерімен жиі дауласты. 1971 жылдың қыркүйегінде Дональд Линден Беллдің зейнеткерлікке шыққан профессор Родерик Оливер Редманның орнына есімдерін жасырып тағайындалғанына наразы болып, ол Кембриджтен кетіп қалды. Биограф Саймон Миттонның сөзіне қарағанда, Хойл Кембридждегі әріптестерінен қолдау алмағанын сезініп, көңілі құлдырады. Археоптерикстің екі қазбасы адам жасаған жалған еді. Хойл мен Томас Голд ұстанған абиогендік мұнай теориясы бойынша, табиғи көмірсутектер (мұнай және табиғи газ) қазбаланған органикалық материалдың орнына терең көміртек кендерінің нәтижесінде пайда болған. Бұл теорияны мұнай геохимиясы қауымдастығы жоққа шығарды. 1977 жылы жарық көрген «Стоунхендж туралы» кітабында Хойл Джеральд Хокинстің Стоунхендждегі елу алты Обри шұңқыры неолиттік британдықтардың күн және ай тұтылуын болжау үшін пайдаланған жүйе болғанын, оларды күнделікті белгі тастарды орналастыруда қолданғанын қолдады. Ай тұтылуын болжау үшін Обри шұңқыларын пайдалану туралы алғашқы ұсынысты Джеральд Хокинс 1965 жылы жарық көрген «Стоунхенджтің коды» атты кітабында жасаған.

Физика бойынша Нобель сыйлығы

Хойл физика бойынша Нобель сыйлығын алушыларды іріктеу саясатына қатысты екі байланысты емес даудың ортасында болды. Біріншісі 1974 жылы жүлде бөлігін Антони Хьюиш алды. Хойл Монреальдегі тілшіге: "Иә, Джоселин Белл нақты ашқан адам, Хьюиш емес, ол оның жетекшісі болғандықтан, оны да қосу керек еді" деді. Бұл пікір халықаралық ақпарат құралдарында кеңінен жарияланды. Өзін дұрыс түсінбегендіктен сақтандырып, Хойл "Таймс" газетіне мұқият хат жазды, ол Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін жарық көрді. Осыдан кейін Хойлдың 1974 жылғы сыйлыққа қатысты бұрынғы пікірлеріне байланысты, жүлденің үшінші бөлігінен бас тартқан деген күдік туды. Британ ғалымы Гарри Крото кейіннен Нобель сыйлығы тек бір жұмыстың емес, ғалымның жалпы беделінің мойындалуы екенін айтты, ал Хойлдың көптеген сенімсіз және дәлелденбеген идеяларды қолдауы оны жарамсыз деп таныған болуы мүмкін. Nature журналының редакторы Джон Мэддокс Фаулерге Нобель сыйлығы беріліп, Хойлге берілмегеніне "өкінішті" екенін айтты. Бұл зерттеулер "Ғаламның табиғаты" атты кітапқа жинақталды, содан кейін ол көптеген танымал ғылыми кітаптар жазды. "Монталчино жолымен" пьесасында Фред Хойл кейіпкері Жорж Лемейтрді 1957 жылы Ватиканға жасалған ойдан шығарылған саяхатта кездестіреді. Хойл 1973 жылғы "Әлемді басқа көзқараспен қараңыз" атты қысқаметражды фильмде ойнады. 2004 жылғы "Хокинг" телефильмінде Фред Хойл рөлін Питер Ферт сомдады. Фильмде Стивен Хокинг (Бенедикт Камбербэтч ойнады) 1964 жылғы жазда Корольдік қоғамдағы лекциясында Хойлдың соңғы жарияланымдарындағы қателік туралы ашық түрде қарсылық білдіреді.

Естелік заттар

Сент-Джон колледжі кітапханасындағы Фред Хойл жинағында 150 қорапқа жиналған қағаздармен қатар "бір жұп серуендеуге арналған бут, бес қорап фотосурет, екі мұз балтасы, бірнеше тіс рентген суреті, телескоп, он үлкен пленка катушкасы және жарияланбаған опера" бар.