Фриц Цвикки, прославившийся как «отец темной материи», родился в Болгарии в семье швейцарца и чешки; получил образование в престижной Швейцарской высшей технической школе в Цюрихе, а всю свою карьеру провел в Соединенных Штатах, по большей части в Калифорнийском технологическом институте. Там он стал первым в мире астрофизиком, совместив свои познания в физике с увлечением астрономией.
Это был независимый оригинальный мыслитель, идеи которого многие современники встречали с насмешкой, но впоследствии многие из этих идей легли в основу современных представлений о Вселенной: предположения о существовании темной материи, нейтронных звезд, гравитационных линз, объяснение процесса образования сверхновых.
Предположение о существовании темной материи, являлось всего лишь одним из научных достижений этого ученого, которое было сделано в 1933 году.
Фриц Цвикки, наблюдая за шестью сотнями галактик в скоплении Кома, расположенном в 300 млн световых лет от Млечного Пути в направлении созвездия Волосы Вероники (Coma Berenices), обнаружил, что масса этого скопления, определенная исходя из скорости движения галактик (так называемая динамическая масса), в 50 раз больше массы, вычисленной с помощью оценки светимости звезд. С такой же нехваткой массы в галактическом кластере Вирго тремя годами позже столкнулся американец Синклер Смит. Столь серьезное расхождение было невозможно объяснить погрешностью расчетов, поэтому ученые пришли к заключению, что Млечный Путь и некоторые спиральные галактики содержат несветящееся вещество, масса которого значительно превышает массу звезд. Это «невидимое» вещество Цвикки в 1933 году назвал темной материей. Голландский астроном Ян Оорт предложил этот термин годом раньше, но использовал его для изложения ошибочной гипотезы. Поэтому отцом темной материи считается все же Цвикки.
В начале 1930-х гг. Цвикки занимался физикой твёрдого тела, ионизованного газа и термодинамикой, а затем перешёл к изучению новых и сверхновых звезд и космических лучей. В 1943-1961 гг. Цвикки был главным научным консультантом фирмы «Аэроджет дженерал корпорейшн» (Азуза, шт. Калифорния). Ему принадлежат 50 патентов, в основном в области ракетной техники. Цвикки изобрёл ряд реактивных двигателей. Принимал участие в разработке ракетных ускорителей для взлёта тяжёлых самолетов. В октябре 1946 г. под руководством Цвикки с помощью ракеты «Фау-2» был осуществлён запуск «искусственных метеоров» - первый эксперимент по созданию искусственных астрономических объектов.
Инженерная практика Цвикки является классическим примером применения морфологического анализа. Пользуясь им, он в 1943 г. синтезировал 575 вариантов двигателей ракетных аппаратов. В их числе оказались и секретные немецкие самолёты-снаряды «Фау-1» и ракета «Фау-2». В дальнейших исследованиях в 1951 г. он получил 36 864 вариантов реактивного двигателя.
Цвикки опубликовал целую серию работ, в которых описал разработанный им метод, названный морфологическим подходом. Он успешно применял его много лет при изучении различных систем, сделав ряд открытий, в частности нейтронные звёзды и чёрные дыры. Цвикки так описывает этот метод: «Цель морфологического исследования - увидеть перспективу полного «поля знаний» о предмете. Это может быть поле материальных объектов, поле явлений или поле отношений, концепций, идей или теорий».
В начале XX века нидерландский астроном Герцшнрунг и американский астрофизик Рассел построили диаграмму «Спектр - светимость». На одной оси этой диаграммы указаны спектральные классы, а на другой - светимость звёзд. Оказалось, что каждому спектральному классу звёзд соответствует определённая светимость. В бесчисленное множество звёзд сразу был внесён порядок - звёзды разместились на диаграмме по одной линии («главная последовательность»). Более того, упорядочилось и представление о развитии звёзд: с увеличением возраста меняется спектр звезды; звезда перемещается на диаграмме вдоль линии «главной последовательности».
Диаграмма Герцшпрунга - Рассела оказала огромное влияние на астрономическое мышление (как таблица Менделеева - на мышление химиков). В последующие годы она уточнялась, развивалась, были найдены новые линии для звёзд-гигантов, звёзд-карликов и т. д., были построены новые двухмерные и трехмерные диаграммы. В 1939 году Ф. Цвикки, анализируя белые пятна на диаграмме «Масса - светимость», сделал выдающееся открытие - теоретически доказал существование нейтронных звёзд. Три года спустя, когда Цвикки привлекли к ракетным разработкам, он перенёс метод построения многомерных диаграмм в технику, назвав его морфологическим методом. Сущность этого метода заключается в построении многомерных таблиц (морфологических ящиков), в которых осями берутся основные показатели данной совокупности объектов».
Те же его идеи, что не нашли признания в научном сообществе (ядерные гоблины, перемещение Солнечной системы и изменение ее планет, создание искусственных метеоров), до сих пор пользуются популярностью в научной фантастике. Цвикки не просто мыслил нестандартно, он активно старался раздвигать границы мышления. Он разработал морфологический анализ — метод научного исследования, задуманный еще Гёте. Такой метод основан на сборе всех данных, казалось бы, совершенно не связанных между собой, и распределении их в матрице, позволяющей перебирать все возможные пути решения проблемы, пусть даже самые неожиданные и нелогичные.
Ходит история о том, что он однажды приказал своему ассистенту стрелять в воздух, чтобы устранить турбулентные потоки перед объективом телескопа; в данном случае метод не сработал, но это прекрасная иллюстрация его радикального подхода к решению проблем. Блестящую научную репутацию Цвикки несколько омрачало его бесцеремонное отношение к коллегам и студентам; будучи убежденным гуманистом, в общении с людьми он вел себя далеко не идеально, совершенно не терпел глупости, всегда был уверен в своей правоте и критиковал всех подряд, даже Оппенгеймера.
Незадолго до своей смерти он все еще яростно полемизировал с некоторыми своими бывшими учениками по поводу довольно едкого предисловия к «Каталогу избранных компактных галактик» (1971), в котором изображал себя героем-одиночкой, а других — недалекими подхалимами и льстецами.
Оставить комментарий