宇宙は遠くにあるものではありません。車が真っすぐ上に走ることができれば、1時間のドライブで着きます。
フレッド・ホイル卿は、恒星核生成論を定式化したイギリスの天文学者でした。彼は他の科学的事柄についても議論の多い立場を保持していました。特に「ビッグバン」理論の否定（この用語は彼がBBCラジオで造語したものです）と、地球上の生命の起源としてのパンスペルミア仮説の提唱が挙げられます。彼は科学小説、短編、ラジオドラマも執筆し、息子のジェフリー・ホイルと12冊の本を共著しました。彼はキャンブリッジ天文学研究所で仕事の大部分を過ごし、6年間その所長を務めました。
初期の人生とキャリア
ホイルはイングランドのヨークシャー・ウェスト・ライディング州ギルステッドのビングレー近くで生まれました。彼の父ベン・ホイルはバイオリニストで、ブラッドフォードの毛織物貿易で働いており、第一次世界大戦で機関銃兵として従軍しました。彼の母メイベル・ピッカードはロンドンの王立音楽大学で音楽を学んでおり、後に映画館のピアニストとして働きました。ホイルはビングレー文法学校で教育を受け、キャンブリッジ大学エマニュエル・カレッジで数学を専攻しました。
1936年、彼はジョージ・スタンリー・ラッシュブルックと共同でマイヒュー賞を受賞しました。
1940年後半、ホイルはキャンブリッジを離れてポーツマスに移動し、レーダー研究に関する海軍での仕事に就きました。例えば、到来する航空機の高度を測定する方法を開発しました。彼はまたグラーフ・シュペーで発見されたレーダー誘導銃に対する対抗措置の責任者にも就きました。イギリスのレーダー計画はマンハッタン計画より多くの人員を採用しており、おそらく『黒い雲』における大規模なイギリス計画の着想源でした。この戦争中の仕事における2人の重要な同僚はヘルマン・ボンディとトマス・ゴールドであり、3人は宇宙論について多くの深い議論をしました。レーダー業務は北米への数回の出張の資金を提供し、彼はそこで天文学者を訪問する機会を得ました。アメリカへの1回の出張でカリフォルニア工科大学とパロマー天文台で超新星について学び、カナダではプルトニウム内爆と爆発の核物理学について学び、2つの間のいくつかの類似性に気付き、超新星核生成について考え始めました。彼はその時直感的に「これがうまくいけば、自分は有名になるだろう」と思いました。最終的に1954年、彼の先見的で独創的な論文が発表されました。彼はまた、通常の星における恒星核生成を探索するキャンブリッジのグループを形成し、既存のモデルにおける恒星炭素生成の少なさに悩まされました。彼は既存のプロセスの1つが、カーボン12核が7.7MeVで共鳴を有していた場合、10億倍より生産性が高くなることに気付きましたが、核物理学者はそのような共鳴を掲載していませんでした。別の出張で彼はカリフォルニア工科大学の核物理グループを訪問し、数ヶ月間の休暇をそこで過ごし、かなりの懐疑的態度を示していた彼らを説得して、カーボン12のホイル状態を探索して発見させ、その後ホイルとカリフォルニア工科大学グループのメンバーによって共著された恒星核生成の完全な理論が発展しました。
戦後の1945年、ホイルはキャンブリッジ大学に戻り、セント・ジョンズ・カレッジ・ケンブリッジの講師として開始しました。ホイルのケンブリッジでの年月である1945年から1973年は、非常に多くのトピックをカバーする驚くべき独創性の考えに基づいて、彼が世界天体物理学理論の頂点に上昇する時期でした。1958年、ホイルはケンブリッジ大学の著名なプルミアン天文学および実験哲学教授に任命されました。1967年、彼は理論天文学研究所（その後天文学研究所に改称）の創設所長となり、ホイルの革新的なリーダーシップにより、この機関は理論天体物理学の世界有数のグループの1つになりました。1971年、彼はスコットランド船舶および造船技術協会のマクミラン記念講演を行うことへの招待を受けました。彼は「天文機器とその構造」というテーマを選びました。ホイルは1972年にナイト叙勲されました。ホイルは1972年にプルミアン教授職を辞任し、1973年に研究所の所長職を辞任しました。この決定により、彼は確立された権力基盤、人脈、および安定した給与の大部分から実質的に遮断されました。
ケンブリッジを離れた後、ホイルは多くの科学啓蒙書と科学小説の本を執筆し、世界中で講演会も行いました。この動機の一部は単に生計を立てるための手段を提供することでした。ホイルはニューサウスウェールズ州シーディングスプリング天文台にある150インチのアングロ・オーストラリア望遠鏡の計画段階以来、1967年から共同ポリシー委員会の委員でした。彼は1973年にアングロ・オーストラリア望遠鏡委員会の議長になり、1974年にウェールズ皇太子チャールズによるその開幕式に司会しました。ケンブリッジからの辞任後、ホイルはレイク・ディストリクトに移住し、ムーアを越えたトレッキング、本の執筆、世界中の研究センターへの訪問、そしてほぼ普遍的に否定されている科学的考えに関する仕事の混合で時間を過ごしました。1997年11月24日、彼の幼少期の故郷であるギルステッド近くのウェストヨークシャーのムーアランドを横断してハイキング中に、ホイルはシップレー・グレンという急な峡谷に落ちました。約12時間後、ホイルは捜索犬によって発見されました。彼は低体温症から生じる肺炎と腎臓病で2ヶ月間入院し、また落下による肩の骨折もありました。その後、彼は著しい衰退に陥り、記憶と思考の敏捷性の問題に悩まされました。2001年、彼は一連の脳卒中を患い、その年の8月20日にボーンマスで亡くなりました。
核生成の起源
ホイルは、ヘリウムより重い化学元素が星における核反応によって合成されることについて発表された最初の2つの研究論文の著者でした。1946年の最初の論文は、星の核が数十億度の温度に進化することを示し、主系列星における熱核起源の恒星電力に考慮された温度よりもはるかに高かったです。ホイルは、そのような高温では、熱平衡による核粒子のため、鉄元素は他の重元素よりもはるかに豊富になることを示し、鉄の高い自然存在量を説明しました。このアイデアは後にeプロセスと呼ばれるようになりました。ホイルの2番目の基礎的な核生成出版物は、炭素と鉄の間の元素はそのような平衡プロセスによって合成できないことを示しました。彼はこれらの元素を、進化した大質量の超新星前の星の同心殻における豊富な成分間の特定の核融合反応に属するものとしました。この驚くほど現代的な描写は、これらの一次元素の超新星核生成についての受け入れられたパラダイムです。1950年代半ば、ホイルはキャンブリッジで会合した非常に才能のある実験および理論物理学者のグループのリーダーになりました。ウィリアム・アルフレッド・ファウラー、マーガレット・バービッジ、ジェフリー・バービッジです。このグループは、宇宙のすべての化学元素がどのように作成されたかについての基本的なアイデアを体系化しました。このグループは現在核生成と呼ばれるフィールドです。有名なことに、1957年に、このグループは4人の著者のイニシャルで知られるB2FH論文を製作しました。この論文では核生成のフィールドが相補的な核プロセスに組織されました。彼らはまた中性子捕獲反応による重元素の合成、いわゆるsプロセスとrプロセスについて多くの新しい材料を追加しました。B2FH論文が非常に影響力を持つようになり、20世紀の残りの間、それはほぼすべての研究者が核生成論の受け入れられた起源を引用したいときの標準的な引用になり、その結果、先駆的なホイル1954年論文は不明瞭になりました。21世紀の歴史的研究は、ホイルの1954年論文を科学的な著名さに戻しました。これらの歴史的議論は最初にファウラーとホイル両方の死後にB2FHの発表の50周年を記念するためにカリフォルニア工科大学で開催された2007年の会議に出席した核生成専門家の集会に提示されました。皮肉なことに、B2FH論文はホイルの共著であるにもかかわらず、ホイルの1954年の超新星殻によるシリコンと鉄の間の元素起源の帰属を見直しませんでした。ドナルド・D・クレイトンは、彼とホイルとの多くの個人的な議論に基づいて、B2FHにおけるこのように説明できない見落としを、1956年にカリフォルニア工科大学でG.R.バービッジとE.M.バービッジによって作成された草案のホイルによる校正読みの欠如に帰因させています。
ホイルの2番目の核生成論文はまた、当時その名前で知られていなかった人類原理の興味深い用途を紹介しました。恒星核生成のルートを解明しようとしている間に、ホイルはヘリウムから炭素を生成する三重アルファプロセスである特定の核反応が、機能するためには炭素核が非常に特定の共鳴エネルギーとスピンを有する必要があることを計算しました。宇宙内のあらゆる種類の炭素ベースの生命形態の存在を可能にする宇宙内のあらゆる種類の炭素ベースの生命形態の存在を可能にする宇宙内の大量の炭素は、この核反応が機能する必要があることをホイルに実証しました。この概念に基づいて、ホイルは炭素核に形成された化合状態のエネルギー、核スピン、パリティの値を予測し、その後実験によって実証されました。
このエネルギーレベルは、大量の炭素を生成するために必要でしたが、統計的には炭素エネルギーレベルのスキーム内でそこに落ちる可能性は非常に低かったです。ホイルは後に書きました。
「あなた自身に言わないでしょうか。『いくつかのスーパー計算知性は、炭素原子の特性を設計する必要があります。そうでなければ、自然の盲目的な力を通じてそのような原子を見つけるチャンスは極めて少なさいでしょう。事実の一般的な意味の解釈は、スーパーインテリジェンスは物理学だけでなく化学と生物学もいじったことを示唆し、自然の盲目的な力の価値がないと言っています。私が事実から計算した数字は、この結論をほぼ確実に置くほど圧倒的に見えます。」
彼の同僚ウィリアム・アルフレッド・ファウラーは最終的に1983年にスブラマニャン・チャンドラセカルと物理学のノーベル賞を獲得しましたが、何らかの理由でホイルの最初の貢献は選挙人によって見落とされ、多くの人がそのような著名な天文学者が見逃されたことに驚きました。ファウラー自身は自伝的なスケッチでホイルの先駆的な努力を確認しました。
ビングレー文法学校にある彼を記念した青色の記念プレートで、恒星核生成の概念は1946年にホイルによって最初に確立されました。これはヘリウムより重い元素の存在を説明する方法を提供しました。基本的には、炭素などの重要な元素が星で生成され、その星が「死ぬ」ときに他の星と惑星に組み込まれることを示すことによって。形成された新しい星は現在これらのより重い元素で開始し、より重い元素はそれらから形成されます。ホイルは、他の希少元素は超新星によって説明できると理論化しました。超新星は宇宙全体で時々発生する巨大な爆発であり、その温度と圧力はそのような要素を作成するために必要とされます。
ビッグバン理論の否定
後のエドウィン・ハッブルの観測によって確認されたルメートル理論と宇宙が膨張していることについて議論がなくても、ホイルはその解釈に同意しませんでした。彼は宇宙が始まりを持つという考えが疑似科学であると考え、創造者の議論に似ており、「それは不合理なプロセスであり、科学用語で記述できない」カラム宇宙論的議論を参照してください。代わりに、ホイルは第二次世界大戦中レーダーで働いていたトマス・ゴールドとヘルマン・ボンディとともに、1948年に宇宙が「定常状態」にあり、定常状態理論を策定していると主張し始めました。この理論は、宇宙が永遠で本質的に変化していないながら、我々が互いから遠ざかっているのを観察する銀河を有することができる方法を説明しようとしました。この理論は、銀河の間で時間の経過に伴う物質の創造に支点を当てており、銀河がさらに離れていても、それらの間で発展する新しい銀河はそれらが残すスペースを埋めます。結果としての宇宙は流れる川と同じ方法で「定常状態」にあります。個々の水分子は移動していますが、全体的な川は同じままです。
この理論はビッグバンの1つの代替案であり、ビッグバンと同様に、その日の主要な観測、すなわちハッブルの赤方偏移観測に同意し、ホイルはビッグバンの強い批評家でした。彼は1949年3月28日のBBCラジオの第3放送で「ビッグバン」という用語を作りました。有名にジョージ・ガモフと彼の反対者によって報告されたのは、ホイルが軽蔑的であることを意図していたこと、そして彼が朗読した脚本は彼の反対者によって「虚栄心、一方的、侮辱的、BBCの価値がない」と解釈されました。ホイルは明確に彼が侮辱的ではないと否定し、ラジオ視聴者のための2つの理論の違いを強調するために意図された印象的なイメージであるだけだと述べました。別のBBCインタビューで、彼は「科学者がビッグバンを好む理由は、彼らが創世記に圧倒されているからです。創世記の最初のページを信じることは、ほとんどの科学者の心理学の深い部分です」と述べました。
ホイルはホイルの定常状態理論についてキャベンディッシュ電波天文学グループのマーティン・ライルとの有名に激しい議論を持っていました。これはキャベンディッシュ間の協力をやや制限しました。
