Fred Hoyle

अंतरिक्ष बिल्कुल भी दूर नहीं है। यह केवल एक घंटे की ड्राइव दूर है यदि आपकी कार सीधे ऊपर की ओर जा सकती है।

Sir Fred Hoyle एक अंग्रेजी खगोलविद थे जिन्होंने तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस का सिद्धांत तैयार किया। उन्होंने अन्य वैज्ञानिक मामलों पर विवादास्पद रुख भी अपनाए—विशेष रूप से "बिग बैंग" सिद्धांत को अस्वीकार करना, एक शब्द जो उन्होंने BBC रेडियो पर गढ़ा था, और पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के रूप में पैनस्पर्मिया को बढ़ावा देना। उन्होंने विज्ञान कथा उपन्यास, लघु कथाएं और रेडियो नाटक भी लिखे, और अपने पुत्र Geoffrey Hoyle के साथ बारह पुस्तकों का सह-लेखन किया। उन्होंने Cambridge के खगोल विज्ञान संस्थान में अपना अधिकांश कार्यजीवन बिताया और छह वर्षों तक इसके निदेशक के रूप में कार्य किया।

प्रारंभिक जीवन और कैरियर

Hoyle का जन्म Gilstead, West Riding of Yorkshire, England में Bingley के पास हुआ था। उनके पिता, Ben Hoyle, जो एक वायलिनवादक थे और Bradford में ऊन व्यापार में काम करते थे, प्रथम विश्व युद्ध में मशीन गन चालक के रूप में कार्य करते थे। उनकी माता, Mabel Pickard, ने London के Royal College of Music में संगीत का अध्ययन किया था और बाद में एक सिनेमा पियानोवादक के रूप में काम किया। Hoyle की शिक्षा Bingley Grammar School में हुई और उन्होंने Emmanuel College, Cambridge में गणित का अध्ययन किया।

1936 में उन्होंने George Stanley Rushbrooke के साथ संयुक्त रूप से Mayhew Prize जीता।

1940 के अंत में, Hoyle Cambridge छोड़कर Portsmouth चले गए ताकि Admiralty के लिए राडार अनुसंधान पर काम कर सकें, उदाहरण के लिए आने वाले विमानों की ऊंचाई प्राप्त करने की एक विधि तैयार कर सकें। उन्हें Graf Spee पर पाई जाने वाली राडार निर्देशित तोपों के विरुद्ध प्रतिउपाय के प्रभारी भी रखा गया। Britain की राडार परियोजना ने Manhattan project की तुलना में अधिक कर्मचारियों को नियोजित किया, और शायद The Black Cloud में बड़ी British परियोजना के लिए प्रेरणा थी। इस युद्ध कार्य के दो मुख्य सहकर्मी Hermann Bondi और Thomas Gold थे, और तीनों के ब्रह्मांड विज्ञान पर कई गहन चर्चाएं हुईं। राडार कार्य ने उत्तरी अमेरिका की कुछ यात्राओं का भुगतान किया, जहां उन्होंने खगोलविदों का दौरा करने का अवसर लिया। US की एक यात्रा पर उन्होंने Caltech और Mount Palomar में supernovae के बारे में सीखा और, Canada में, प्लूटोनियम विस्फोट और विस्फोट के परमाणु भौतिकी को सीखा, दोनों के बीच कुछ समानता देखी और supernova nucleosynthesis के बारे में सोचना शुरू किया। उस समय उनके पास एक अंतर्ज्ञान था "यदि यह काम करता है तो मैं अपने लिए एक नाम बनाऊंगा।" अंततः 1954 में उनका दूरदर्शी और groundbreaking पत्र निकला। उन्होंने Cambridge में ordinary stars में Stellar nucleosynthesis की खोज करने वाला एक समूह भी बनाया और मौजूदा मॉडल में तारकीय कार्बन उत्पादन की कमी से परेशान थे। उन्होंने देखा कि मौजूदा प्रक्रियाओं में से एक एक बिलियन गुना अधिक उत्पादक होगी यदि carbon-12 नाभिक में 7.7 MeV पर एक resonance होता, लेकिन परमाणु भौतिकविदों ने ऐसा कोई सूची में नहीं रखा था। एक और यात्रा पर उन्होंने Caltech पर परमाणु भौतिकी समूह का दौरा किया, वहां कुछ महीनों की sabbatical बिताई और उनके상당able संशय के विरुद्ध उन्हें carbon-12 में Hoyle state को खोजने के लिए और खोजने के लिए राजी किया, जिससे stellar nucleosynthesis का एक पूर्ण सिद्धांत विकसित हुआ, जिसका सह-लेखन Hoyle ने Caltech समूह के कुछ सदस्यों के साथ किया।

युद्ध के बाद, 1945 में, Hoyle Cambridge University लौट आए, St John's College, Cambridge में एक lecturer के रूप में शुरुआत की। Hoyle के Cambridge वर्ष, 1945–1973, ने उन्हें विश्व खगोल भौतिकी सिद्धांत के शीर्ष पर पहुंचाया, जो विषयों की एक बहुत व्यापक श्रृंखला को कवर करने वाले विचारों की चौंकाने वाली मौलिकता के आधार पर। 1958 में, Hoyle को Cambridge University में खगोल विज्ञान और प्रायोगिक दर्शन के प्रतिष्ठित Plumian Professor के रूप में नियुक्त किया गया। 1967 में, वह Institute of Theoretical Astronomy के संस्थापक निदेशक बने, जिसका नाम बाद में Institute of Astronomy, Cambridge रखा गया, जहां Hoyle के innovative नेतृत्व ने इस संस्थान को theoretical astrophysics के लिए दुनिया के प्रमुख समूहों में से एक बना दिया। 1971 में उन्हें Scotland में Institution of Engineers and Shipbuilders को MacMillan Memorial Lecture देने के लिए आमंत्रित किया गया। उन्होंने विषय "Astronomical Instruments and their Construction" चुना। Hoyle को 1972 में knighted किया गया। Hoyle ने 1972 में अपनी Plumian professor पद से इस्तीफा दे दिया और 1973 में संस्थान की निदेशकता से, इस कदम ने प्रभावी रूप से उन्हें अपने अधिकांश establishment power-base, connections और steady salary से अलग कर दिया।

Cambridge से जाने के बाद, Hoyle ने कई लोकप्रिय विज्ञान और विज्ञान कथा पुस्तकें लिखीं, साथ ही विश्व भर में व्याख्यान प्रस्तुत किए। इसके लिए प्रेरणा का एक हिस्सा सरलतः support के साधन प्रदान करना था। Hoyle 1967 के बाद से joint policy committee का एक सदस्य था, New South Wales में Siding Spring Observatory पर 150-inch Anglo-Australian Telescope के योजना चरण के दौरान। वह 1973 में Anglo-Australian Telescope board के chairman बन गए, और Charles, Prince of Wales द्वारा 1974 में इसके inauguration की अध्यक्षता की। Cambridge से इस्तीफा देने के बाद, Hoyle Lake District में चले गए और अपना समय moors में treks, पुस्तकें लिखने, दुनिया भर के research centres का दौरा करने, और विज्ञान विचारों पर काम करने में व्यतीत किया जो लगभग सर्वव्यापी रूप से अस्वीकार कर दिए गए थे। 24 नवंबर 1997 को, west Yorkshire में moorlands में hiking करते समय, अपने बचपन के घर के पास Gilstead में, Hoyle Shipley Glen नामक एक steep ravine में गिर गए। लगभग बारह घंटे बाद, Hoyle को एक search dog द्वारा खोजा गया। वह hypothermia के परिणामस्वरूप pneumonia और kidney problems के साथ दो महीनों के लिए अस्पताल में रहे, साथ ही fall से broken shoulder भी था। इसके बाद वह marked decline में चले गए, memory और mental agility problems से पीड़ित रहे। 2001 में, उन्हें strokes की एक श्रृंखला हुई और वह उसी वर्ष 20 अगस्त को Bournemouth में मृत्यु हो गई।

न्यूक्लियोसिंथेसिस की उत्पत्ति

Hoyle ने helium से भारी रासायनिक तत्वों के संश्लेषण पर तारों में परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा प्रकाशित पहले दो शोध पत्र प्रकाशित किए। इनमें से 1946 का पहला दिखाया कि तारों के cores बिलियन डिग्री के तापमान तक विकसित होंगे, जो main sequence stars में thermonuclear origin of stellar power के लिए माने जाने वाले तापमान की तुलना में बहुत अधिक है। Hoyle ने दिखाया कि ऐसे उच्च तापमान पर element iron परमाणु कणों के बीच thermal equilibrium के कारण अन्य भारी तत्वों की तुलना में बहुत अधिक प्रचुर हो सकता है, iron की उच्च प्राकृतिक प्रचुरता की व्याख्या करता है। इस विचार को बाद में e Process कहा जाता है। Hoyle का दूसरा foundational nucleosynthesis प्रकाशन दिखाया कि carbon और iron के बीच के तत्वों को ऐसी equilibrium प्रक्रियाओं द्वारा संश्लेषित नहीं किया जा सकता। उन्होंने उन तत्वों को pre-supernova evolved massive stars के concentric shells में abundant constituents के बीच specific nuclear fusion reactions को जिम्मेदार ठहराया। यह शर्मनाक रूप से आधुनिक चित्र आज इन प्राथमिक तत्वों के supernova nucleosynthesis के लिए accepted paradigm है। 1950 के मध्य में, Hoyle बहुत प्रतिभाशाली experimental और theoretical physicists के एक समूह के नेता बन गए जो Cambridge में मिलते थे: William Alfred Fowler, Margaret Burbidge, और Geoffrey Burbidge। इस समूह ने बताया कि कैसे हमारे ब्रह्मांड में सभी रासायनिक तत्वों का निर्माण किया गया, जिसे अब nucleosynthesis field कहा जाता है। प्रसिद्ध रूप से, 1957 में, इस समूह ने B2FH paper का निर्माण किया जिसे चार लेखकों के initials के लिए जाना जाता है जिसमें nucleosynthesis का क्षेत्र complementary nuclear processes में organized था। उन्होंने neutron-capture reactions द्वारा भारी तत्वों के संश्लेषण पर भी बहुत सारी नई सामग्री जोड़ी, तथाकथित s process और r process। B2FH paper इतना प्रभावशाली हो गया कि बीसवीं सदी के शेष समय के लिए यह nucleosynthesis सिद्धांत के लिए स्वीकृत origin को cite करने की इच्छा रखने वाले लगभग सभी शोधकर्ताओं का default citation बन गया, और परिणामस्वरूप path breaking Hoyle 1954 paper अस्पष्टता में गिर गया। 21वीं सदी में ऐतिहासिक अनुसंधान ने Hoyle के 1954 paper को वैज्ञानिक प्रमुखता में वापस लाया है। वे ऐतिहासिक तर्क पहले nucleosynthesis experts की एक gathering को प्रस्तुत किए गए थे जो 2007 में Caltech पर आयोजित एक सम्मेलन में उपस्थित थे, जो B2FH के प्रकाशन की 50वीं वर्षगांठ मनाने के लिए Fowler और Hoyle दोनों की मृत्यु के बाद आयोजित किया गया था। विडंबना यह है कि B2FH paper ने Hoyle के 1954 supernova-shells attribution of the origin of elements between silicon और iron को review नहीं किया, इस तथ्य के बावजूद कि Hoyle B2FH का सह-लेखक था। उसके अनुसार Donald D. Clayton ने Hoyle के व्यक्तिगत चर्चाओं के आधार पर B2FH में इस seemingly inexplicable oversight को 1956 में Caltech पर G.R. Burbidge और E.M. Burbidge द्वारा composed draft के Hoyle द्वारा proofreading की कमी को जिम्मेदार ठहराया है।

Hoyle का दूसरा nucleosynthesis paper ने anthropic principle के एक interesting use को भी प्रस्तुत किया, जिसे उस समय उस नाम से नहीं जाना जाता था। stellar nucleosynthesis के routes को काम करने की कोशिश में, Hoyle ने गणना की कि एक विशेष nuclear reaction, triple-alpha process, जो helium से carbon उत्पन्न करता है, को carbon nucleus के पास एक बहुत विशिष्ट resonance energy और spin होने की आवश्यकता होगी। ब्रह्मांड में carbon की बड़ी मात्रा, जो किसी भी तरह के carbon-based life-forms के अस्तित्व को संभव बनाती है, ने Hoyle को दिखाया कि यह nuclear reaction काम करना चाहिए। इस धारणा के आधार पर, Hoyle ने therefore carbon nucleus में बनने वाली compound state की energy, nuclear spin और parity के मान की prediction की, जिसे बाद में experiment द्वारा सिद्ध किया गया।

यह energy level, जबकि carbon को बड़ी मात्रा में उत्पन्न करने के लिए आवश्यक था, statistically carbon energy levels की scheme में जहां यह है वहां गिरने के लिए बहुत असंभव था। Hoyle ने बाद में लिखा:

क्या आप अपने आप से नहीं कहेंगे, "कुछ super-calculating intellect ने carbon atom के properties को design किया होगा, अन्यथा मेरे द्वारा nature की blind forces के माध्यम से ऐसे atom को खोजने की संभावना बेहद negligible होती। facts की common sense interpretation से पता चलता है कि एक superintellect ने physics के साथ-साथ chemistry और biology को भी manipulate किया है, और nature में बोलने के लिए कोई blind forces नहीं हैं। facts से जो numbers मैं calculate करता हूँ वो मुझे इतने overwhelming लगते हैं कि यह निष्कर्ष लगभग प्रश्न से परे है।"

उनके सह-कर्मचारी William Alfred Fowler को अंततः 1983 में Subrahmanyan Chandrasekhar के साथ Physics के लिए Nobel Prize जीता, लेकिन किसी कारण से Hoyle के original contribution को electors द्वारा छोड़ दिया गया, और कई को आश्चर्य था कि ऐसा notable astronomer miss कर गया। Fowler स्वयं एक autobiographical sketch में Hoyle के pioneering efforts की पुष्टि की:

Bingley Grammar School पर एक blue plaque उनकी commemorating करता है। stars में nucleosynthesis की अवधारणा पहली बार 1946 में Hoyle द्वारा स्थापित की गई थी। यह ब्रह्मांड में helium से भारी तत्वों के अस्तित्व को समझाने का एक तरीका प्रदान करता है, मूलतः यह दिखाता है कि carbon जैसे महत्वपूर्ण तत्वों को stars में generate किया जा सकता है और फिर अन्य stars और planets में शामिल किया जा सकता है जब वह star "die" होता है। अब बनने वाले नए stars अब इन भारी तत्वों के साथ शुरू होते हैं और उनसे भी भारी तत्व बनते हैं। Hoyle ने theorize किया कि अन्य rarer तत्वों को supernovas द्वारा समझाया जा सकता है, विशाल विस्फोट जो ब्रह्मांड भर में कभी-कभी होते हैं, जिनके temperatures और pressures ऐसे तत्वों को create करने के लिए आवश्यक होंगे।

बिग बैंग को अस्वीकार करना

Lemaître सिद्धांत के साथ कोई argument नहीं रखते हुए जिसे बाद में Edwin Hubble की observations द्वारा confirmed किया गया कि ब्रह्मांड expanding था, Hoyle इसके interpretation पर असहमत थे। उन्हें यह विचार कि ब्रह्मांड का एक beginning था pseudoscience लगा, जो एक creator के लिए arguments जैसा दिखता है, "क्योंकि यह एक irrational process है, और इसे scientific terms में describe नहीं किया जा सकता" Kalam cosmological argument देखें। इसके बजाय, Hoyle, Thomas Gold और Hermann Bondi के साथ, जिनके साथ वह Second World War में radar पर काम करते थे, 1948 में ब्रह्मांड को एक "steady state" में होने के लिए argument करने लगे और अपना Steady State theory तैयार किया