Uzay hiç de uzak değil. Arabanız düz yukarı gidebilseydi, sadece bir saatlik bir sürüşte.
Sir Fred Hoyle, yıldız çekirdeğinin sentezi teorisini formüle eden İngiliz bir astronomdu. Aynı zamanda diğer bilimsel konularda da tartışmalı pozisyonlar aldı—özellikle BBC radyosunda kendisi tarafından icat edilen "Big Bang" teorisini reddetmesi ve Dünya'daki yaşamın kökeni olarak panspermiyayı desteklemesi. Ayrıca bilim kurgu romanları, kısa öyküler ve radyo oyunları yazdı ve oğlu Geoffrey Hoyle ile on iki kitabı ortaklaşa yazarlığını yaptı. Çalışma hayatının çoğunu Cambridge'deki Astronomi Enstitüsü'nde geçirdi ve altı yıl boyunca müdürlüğünü yaptı.
Erken yaşamı ve kariyeri
Hoyle, Gilstead'da, Batı Riding of Yorkshire, İngiltere'de, Bingley'in yakınlarında doğdu. Babası Ben Hoyle, bir kemancı olup Bradford'da yün ticaretinde çalıştı ve Birinci Dünya Savaşı'nda makineli tüfek operatörü olarak görev yaptı. Annesi Mabel Pickard, Londra'daki Royal College of Music'te müzik okudu ve daha sonra sinema piyanisti olarak çalıştı. Hoyle, Bingley Grammar School'da eğitim gördü ve Cambridge'deki Emmanuel College'da matematik okudu.
1936'da George Stanley Rushbrooke ile birlikte Mayhew Prize'ı kazandı.
1940'ın sonlarında Hoyle, Cambridge'den ayrılarak Portsmouth'a gitti ve Admiralty için radar araştırması üzerinde çalışmak için, örneğin gelen uçakların rakımını elde etme yöntemi icat etmek için. Ayrıca Graf Spee'de bulunan radar güdümlü silahlarına karşı mücadele uygulamalarından sorumlu tutuldu. Britanya'nın radar projesi Manhattan projesinden daha fazla personel istihdam etti ve muhtemelen The Black Cloud'daki büyük Britanya projesinin ilham kaynağıydı. Bu savaş çalışmasının iki önemli meslektaşı Hermann Bondi ve Thomas Gold'du ve üçü kozmoloji hakkında birçok ve derin tartışmalar yaptılar. Radar çalışması Kuzey Amerika'ya birkaç geziye ödenmiş olup, o sırada astronomlarla görüşme fırsatı buldu. ABD'ye yaptığı bir gezide Caltech ve Mount Palomar'da süpernova hakkında bilgi aldı ve Kanada'da, plutonyum implosyonu ve patlamasının nükleer fiziğini öğrendi, ikisi arasında bazı benzerlikler fark etti ve süpernova nükleosintezi hakkında düşünmeye başladı. O zaman içinde bir sezgiyi vardı: "Eğer bu işe yarsa kendim için bir isim yapacağım." Sonunda 1954'te öngörüsü iyi olan ve çığır açan makalesi çıktı. Ayrıca Cambridge'de adi yıldızlarda Yıldız nükleosintezi araştıran bir grup oluşturdu ve mevcut modellerde yıldız karbon üretiminin azlığından rahatsız oldu. Mevcut süreçlerden birinin karbon-12 çekirdeğinin 7.7 MeV'de rezonansa sahip olması durumunda bir milyar kat daha üretken hale geleceğini fark etti, ancak nükleer fiziğin bilim insanları böyle birini listelemedi. Başka bir gezide Caltech'teki nükleer fizik grubunu ziyaret etti, orada üç aylık bir sabatik geçirdi ve onları önemli şüpheleri rağmen karbon-12'deki Hoyle durumunu araştırmaya ve bulmaya ikna etti, bundan yıldız nükleosintezinin tam bir teorisi gelişti ve Hoyle tarafından Caltech grubu üyelerinden bazılarıyla ortaklaşa yazılmıştır.
Savaştan sonra, 1945'te Hoyle Cambridge Üniversitesi'ne döndü ve St John's College, Cambridge'de lecturer olarak başladı. Hoyle'un Cambridge yılları, 1945–1973, çok çeşitli konuları kapsayan çarpıcı özgünlük fikirlerine dayanarak onu dünya astrofizik teorisinin tepesine yükseltmiştir. 1958'de Hoyle, Cambridge Üniversitesi'nde Astronomiye ve Deneysel Felsefe'nin prestijli Plumian Profesörü olarak atandı. 1967'de daha sonra Astronomi Enstitüsü olarak yeniden adlandırılan Teorik Astronomi Enstitüsü'nün kurucu müdürü oldu ve Cambridge'de Hoyle'un yenilikçi liderliği bu kurumu hızla dünyada teorik astrofizik alanında öncü gruplardan biri haline geldi. 1971'de İskoçya'daki Mühendisler ve Gemi İnşaatçıları Enstitüsü'ne MacMillan Anma Konferansı'nı vermeye davet edildi. Konuyu "Astronomik Aletler ve Bunların İnşası" olarak seçti. Hoyle 1972'de şövalyelik unvanı aldı. Hoyle 1972'de Plumian profesör pozisyonundan ve 1973'te enstitü müdürlüğünden istifa etti ve bu adım onu kurulu gücünün çoğundan, bağlantılarından ve sabit maaşından etkili bir şekilde kesti.
Cambridge'den ayrıldıktan sonra Hoyle, birçok popüler bilim ve bilim kurgu kitabı yazdı ve ayrıca dünya çapında konferanslar sundu. Bunun bir kısmının motivasyonu basitçe bir geçim aracı sağlamaktu. Hoyle, 1967'den beri, Yeni Güney Galler'deki Siding Spring Gözlemevi'ndeki 150 inçlik Anglo-Avustralya Teleskobunun planlama aşamasında ortak politika komitesinin bir üyesi kaldı. 1973'te Anglo-Avustralya Teleskop kurulu başkanı oldu ve 1974'te Charles, Galler Prensi tarafından açılışında başkanlık yaptı. Cambridge'ten istifa ettikten sonra Hoyle Lake District'e taşındı ve zamanını çayırlarda gezileri, kitap yazma, dünya çapında araştırma merkezlerini ziyaret etme ve neredeyse evrensel olarak reddedilen bilimsel fikirler üzerinde çalışmayla doldurdu. 24 Kasım 1997'de, Batı Yorkshire'daki çayırlar arasında, çocukluk evi Gilstead'ın yakınlarında yürüyüş yaparken, Hoyle Shipley Glen adında dik bir uçuruma düştü. Kabaca on iki saat sonra Hoyle bir arama köpeği tarafından bulundu. Hipoterminin neden olduğu pnömoni ve böbrek problemleri ve ayrıca düşüşten kaynaklanan kırık bir omuz için iki ay hastanede yattı. Bundan sonra bellek ve zihinsel çabukluk problemlerinden muzdarip, belirgin bir düşüş yaşadı. 2001'de bir dizi inme yaşadı ve o yılın 20 Ağustosunda Bournemouth'ta öldü.
Nükleosintezin kökeni
Hoyle, helyumdan daha ağır kimyasal elementlerin yıldızlardaki nükleer reaksiyonlar tarafından sentezine ilişkin yayınlanan ilk iki araştırma makalesini yazdı. Bunlardan ilk olanı 1946'da yıldız çekirdeklerinin milyarlarca derece sıcaklıklara evrimleşeceğini gösterdi; bu ana dizi yıldızlardaki termonükleer yıldız gücünün kökeni için düşünülen sıcaklıklardan çok daha sıcaktır. Hoyle, bu kadar yüksek sıcaklıklarda demir elementinin nükleer partiküller arasında termal denge nedeniyle diğer ağır elementlerden çok daha bol hale gelebileceğini gösterdi ve bu demir doğal bolluğunun yüksek olmasını açıkladı. Bu fikir daha sonra e Süreci olarak adlandırılacaktı. Hoyle'un ikinci kurucu nükleosintez yayını, karbon ile demir arasındaki elementlerin bu tür denge süreçleri tarafından sentezlenemeyeceğini gösterdi. Bunları, evrimleşmiş masif, süpernova öncesi yıldızların eş merkezli kabuklarında bol bileşikler arasındaki spesifik nükleer füzyon reaksiyonlarına atfetti. Bu şaşırtıcı ölçüde modern resim, bu temel elementlerin süpernova nükleosintezi için bugün kabul edilen paradigmadır. 1950'lerin ortasında Hoyle, Cambridge'de toplanan çok yetenekli deneysel ve teorik fizikçilerin bir grubunun lideri oldu: William Alfred Fowler, Margaret Burbidge ve Geoffrey Burbidge. Bu grup, evrenimizde tüm kimyasal elementlerin nasıl yaratıldığıyla ilgili temel fikirleri sistematikleştirdi ve bu şimdi nükleosintez adı verilen bir alandır. Ünlü bir şekilde, 1957'de bu grup, dört yazarın baş harfleriyle bilinen B2FH yazısını ürettiler ve nükleosintez alanı tamamlayıcı nükleer süreçlerde organize edildi. Ayrıca nötron yakalama reaksiyonları tarafından ağır elementlerin sentezi, sözde s süreci ve r süreci hakkında çok yeni materyal eklediler. B2FH yazısı o kadar etkili oldu ki yirminci yüzyılın geri kalanında nükleosintez teorisinin kabul edilen bir kaynağını alıntı etmek isteyen hemen hemen tüm araştırmacıların varsayılan alıntısı haline geldi ve sonuç olarak çığır açan Hoyle 1954 yazısı belirsizliğe düştü. 21. yüzyılda yapılan tarihsel araştırma Hoyle'un 1954 yazısını bilimsel öneme geri getirdi. Bu tarihsel argümanlar ilk olarak Fowler ve Hoyle'un ölümleri sonrasında B2FH yayını 50. yıl dönümünü kutlamak için Caltech'te organize edilen 2007 konferansına katılan nükleosintez uzmanlarından oluşan bir gruba sunuldu. İronik olarak B2FH yazısı, Hoyle'un B2FH'nin ortak yazarlığına rağmen silikon ile demir arasındaki elementlerin kökeni için Hoyle'un 1954 süpernova-kabukları atmasını gözden geçirmedi. Hoyle ile birçok kişisel tartışmasına dayalı olarak Donald D. Clayton, 1956'da Caltech'te G.R. Burbidge ve E.M. Burbidge tarafından hazırlanan taslağının Hoyle tarafından gözden geçirilmemesine bunu yüklemişdir.
Hoyle'un ikinci nükleosintez yazısı ayrıca o zamanlar bu adla bilinen ilginç bir antropik ilke kullanımı ortaya koydu. Yıldız nükleosintezinin rotalarını çözmeye çalışırken Hoyle, helyumdan karbon üreten üçlü-alfa süreci olarak adlandırılan belirli bir nükleer reaksiyonu hesapladı ve bunun işe yaraması için karbon çekirdeğinin çok spesifik bir rezonans enerjisine ve dönüşüne sahip olması gerektiğini hesapladı. Evrenimizde bulunan büyük miktarda karbon, herhangi bir türden karbon bazlı yaşam formlarının var olmasını mümkün kıldı, bu nükleer reaksiyonun işe yaraması gerektiğini Hoyle'a gösterdi. Bu kavrama dayanarak, Hoyle bu nedenle üç alfa partiküle helyum çekirdeğine oluşturulan karbon çekirdeği tarafından oluşturulan bileşik durumunun enerji, nükleer dönüş ve pariteyi öngördü ve bu daha sonra deney tarafından doğrulanmıştır.
Bu enerji düzeyi, karbon büyük miktarlarda üretmek için gerekli olsa da, karbon enerji düzeylerinin şemasında düştüğü yerde istatistiksel olarak çok olasılık dışıydı. Hoyle daha sonra şunları yazdı:
Kendinize "Bazı süper-hesaplayan zeka karbon atomunun özelliklerini tasarlamış olmalı, aksi takdirde benim böyle bir atomu doğanın kör güçleri aracılığıyla bulma şansım tamamen küçük olacaktı. Olguların sağduyulu bir yorumlanması, bir süper-zekanın fizikle, kimya ve biyolojiyle ve işi kurgulandığını ve doğada söyleyecek bir şey olmayan kör güçlerin olmadığını gösteriyor. Olgulardan hesapladığım sayılar bana bu sonucu neredeyse kuşkudan uzak koymak için o kadar göz kamaştırıcı görünüyor."
Çalışma arkadaşı William Alfred Fowler sonunda 1983'te Subrahmanyan Chandrasekhar ile Fizik Nobel Ödülü kazandı, ancak bir nedenden dolayı Hoyle'un orijinal katkısı seçiciler tarafından gözardı edildi ve birçok kişi böyle önemli bir astronomcunun gözden kaçmasından şaşırdı. Fowler'ın kendisi otobiyografik bir taslakta Hoyle'un öncü çabalarını doğruladı:
Bingley Grammar School'daki onu anıtan mavi plakaNükleosintez kavramı ilk olarak 1946'da Hoyle tarafından yıldızlarda kurulmuştur. Bu, helyumdan daha ağır elementlerin evrenimizde var olmasını açıklamak için bir yol sağlamış, temel olarak karbon gibi kritik elementlerin yıldızlarda üretilebileceğini ve o yıldız "ölürken" diğer yıldızlara ve gezegenlere dahil edileceğini göstererek. Şimdi oluşan yeni yıldızlar bu ağır elementlerle başlarlar ve bunlardan daha ağır elementler oluşturulur. Hoyle, diğer daha nadir elementlerin, evrenimiz boyunca ara sıra meydana gelen ve böyle elementleri oluşturmak için gerekli olan sıcaklık ve basınçlara sahip olan dev patlamalar olan süpernovalarla açıklanabileceğini teorize etti.un
Big Bang'i reddetme
Lemaître teorisi ile hiçbir sorunu olmasa da daha sonra Edwin Hubble'ın gözlemleri tarafından doğrulanan evrenin genişlediğine dair Hoyle yorumlamada katılmamıştır. Evrenin bir başlangıçı olduğu fikrinin sahte bilim olduğunu buldu ve yaratıcıya yönelik argümanlara benziyordu, "çünkü irrasyonel bir süreçtir ve bilimsel terimlerle açıklanamaz" bkz. Kalam kozmolojik argümanı. Bunun yerine, Hoyle, ikinci Dünya Savaşı'nda radar üzerinde çalıştığı Thomas Gold ve Hermann Bondi ile birlikte, 1948'de evrenin bir "sabit durum" olması için tartışmaya başlamış ve Sabit Durum teorisini formüle ettiler. Teori, evrenin sonsuz ve esasen değişmez olabilirken yine de gözlemlediğimiz galaksiler birbirinden uzaklaşırken nasıl olabileceğini açıklamaya çalıştı. Teori zamanla galaksiler arasında maddenin yaratılmasına bağlıydı, böylece galaksiler birbirinden daha uzaklaşsa da, bunların arasında geliştirilen yeni olanlar bıraktıkları alanı doldurdu. Ortaya çıkan evren, akış halindeki bir nehrin "sabit durumda" olduğu şekilde "sabit durumda"dır—bireysel su molekülleri uzaklaşıyor ancak genel nehir aynı kalıyor.
Teori, Big Bang'e bir alternatif olup, Big Bang gibi, günün temel gözlemlerine katılıyordu, yani Hubble'ın kırmızı kayma gözlemleri ve Hoyle Big Bang'in güçlü bir eleştirmeni olmuştur. "Big Bang" terimini 28 Mart 1949'da BBC radyosunun Third Programme yayınında icat etti. George Gamov ve muhaliflerinin popüler olarak bildirdiğine göre Hoyle hakaret içermek istediği, okuduğu senaryonun muhaliflerince "kibirli, tek taraflı, hakaret edici, BBC'ye layık değil" olarak yorumlanmıştı. Hoyle açıkça hakaret etmediğini inkar etti ve söyledi ki bu sadece iki teori arasındaki farkı radyo dinleyicileri için vurgulama amacını taşıyan ilgi çekici bir görüntüydü. Başka bir BBC röportajında "Bilim insanlarının 'büyük patlama'yı sevmelerinin nedeni, Tekvin Kitabı tarafından gölgelenmesidir. Çoğu bilim insanının psikiyatrisinin derinine Tekvin'in ilk sayfasına inanmak vardır".
Hoyle, Cavendish Radio Astronomi Grubu'ndan Martin Ryle ile Hoyle'un sabit durum teorisi hakkında ünlü bir şekilde ısıtılmış bir tartışma yaptı, bu biraz Cavendish arasında işbirliğini kısıtladı
