Ralph Asher Alpher - Ralph Asher Alpher

Ralph Asher Alpher
Ralph Alpher (rajattu) .jpg
1950
Syntynyt ( 1921-02-03 )3. helmikuuta 1921
Washington, DC , Yhdysvallat
Kuollut 12. elokuuta 2007 (2007-08-12)(86 -vuotias)
Austin , Texas , Yhdysvallat
Kansalaisuus amerikkalainen
Alma mater George Washingtonin yliopisto
Tunnettu Ensimmäinen moderni fyysinen teoria nukleosynteesistä ja kosmisen mikroaaltosäteilyn ennustamisesta vuonna 1948.
Palkinnot Magellanic Premium (1975)
Henry Draper -mitali (1993)
National Medal of Science (2005)
Tieteellinen ura
Kentät Kosmologia, teoreettinen fysiikka ja astrofysiikka
Toimielimet Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratorio, General Electric Research and Development Center, Union College, Dudley Observatory
Tohtorin neuvonantaja Georg Antonovich Gamow
Osa sarjasta
Fyysinen kosmologia
Koko taivaan kuva Planckin avaruusalusten tiedoista
Varhainen maailmankaikkeus
Taustat
Laajentuminen  · Tulevaisuus
Komponentit  · Rakenne
Komponentit
Rakenne
Kokeet
Tiedemiehet
Aihehistoria

Ralph Asher Alpher (3. helmikuuta 1921 - 12. elokuuta 2007) oli yhdysvaltalainen kosmologi , joka teki 1950 -luvun alussa uraauurtavaa työtä alkuräjähdysmallin parissa , mukaan lukien alkuräjähdyksen nukleosynteesi ja ennusteet kosmisesta mikroaaltosäteilystä .

Lapsuus ja koulutus

Alpher oli Venäjän keisarikunnan juutalaissiirtolaisen Samuel Alpherin (syntynyt Alfirevich) poika Vitebskistä , Venäjän keisarikunnasta. Hänen äitinsä Rose Maleson kuoli mahasyöpään vuonna 1938, ja hänen isänsä meni uudelleen naimisiin. Alpher valmistui 15-vuotiaana päässä Theodore Roosevelt High School in Washington, DC , ja piti joukkoon Major ja komentaja hänen koulun Cadet ohjelmaan . Hän työskenteli lukion teatterissa lavamestarina kaksi vuotta täydentääkseen perheensä masennuksen aikaisia ​​tuloja. Hän oppi myös Greggin lyhenteen ja aloitti vuonna 1937 työskentelyn American Geophysical Unionin johtajana stenografina. Vuonna 1940 hänet palkattiin Carnegie -säätiön maanpäällisen magneettisektorin osastolle, jossa hän työskenteli yhdessä tohtori Scott Forbushin kanssa Yhdysvaltain laivaston kanssa sopimuksen kehittääkseen laivojen poistotekniikoita toisen maailmansodan aikana . Hän osallistui Mark 32- ja Mark 45 -ilmaisimien, torpedojen, merivoimien aseohjauksen, magneettisen ilma-alusten ilmaisun (sukellusveneiden) ja muiden huippusalaisten taistelutöiden (mukaan lukien Manhattan-projekti) kehittämiseen, ja hänet tunnustettiin sota Naval Ordnance Development Award -palkinnolla (10. joulukuuta 1945 - symbolilla) ja toinen Naval Ordnance Development -palkinto vuonna 1946. Alpherin sotatyötä oli jonkin verran peitelty turvallisuusluokituksella. Vuosina 1944–1955 hän työskenteli Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriossa . Päivisin hän osallistui ballististen ohjusten, ohjausjärjestelmien, supersonicien ja niihin liittyvien aiheiden kehittämiseen. Vuonna 1948 hän suoritti tohtorin tutkinnon. fysiikassa neutronisieppaukseksi kutsutulla nukleosynteesiteorialla ja vuodesta 1948 lähtien yhteistyössä tohtori Robert C. Hermanin (fysiikan tohtori, 1940, Princetonin yliopisto, alaisuudessa E.Condon) kanssa, myös APL: ssä, Kosminen mikroaaltosäteily (jota käytetään laajalti lyhenteellä CMB). Alpher oli hieman epäselvä taistelutyönsä luonteen suhteen. omistanut suuren osan varhaisesta urastaan ​​tähän saadakseen tohtorin tutkinnon.

16 -vuotiaana hänelle tarjottiin täysi apuraha Massachusetts Institute of Technologylle (MIT), mutta se saatettiin peruuttaa sen jälkeen, kun Alpher oli pitänyt vaaditun tapaamisen alumnin kanssa Washingtonissa, ilman selityksiä tai selvennyksiä. Sen sijaan hän ansaitsi kandidaatin tutkinnon ja jatkotutkinnon fysiikasta George Washingtonin yliopistosta työskennellessään fyysikkönä laivaston palveluksessa ja lopulta Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriossa . Hän tapasi yliopistossa venäläis-ukrainalaisen fyysikon George Gamowin , joka myöhemmin otti hänet jatko-opiskelijakseen. Tämä oli jonkin verran vallankaappausta, sillä Gamow oli merkittävä Neuvostoliiton rikkoja ja yksi GWU -tiedekunnan valaisimista. Hänen ensimmäisen fysiikan kurssinsa opetti Edward Teller, joka tuotiin GWU -tiedekuntaan vuonna 1935, jotta Gamow saisi vertaishenkilön tiedekunnassa. Alpher tarjosi kaivattua matemaattista kykyä tukea Gamow'n teoreettisuutta. Gamow puhui usein ympäri maailmaa "Elementtien alkuperästä", joka oli Alpherin alkuperäinen väitöskirja. Gamowille myönnetään edelleen Alpherin nukleosynteesiä koskeva työ. Alpher seurasi väitöskirjaansa heti ensimmäisellä ennustuksella "fossiilisen" säteilyn olemassaolosta hypoteettisesta singulaarisuudesta - kosmisesta mikroaaltosäteilystä . Tämän vahvistivat havainnollisesti Arno Allan Penzias ja Robert Wilson Bell Labsissa sarven radioteleskoopilla. Jatkotutkimus on osoittanut muita havaintoja, mutta niitä ei ole tulkittu kosmologisesti. Heille myönnettiin fysiikan Nobel -palkinto havainnosta vuonna 1978. Ironista kyllä, Princetonin ryhmä sai kiitoksen siitä, että hän teki kosmologisen tulkinnan inflaatiouniversumissa (Big Bang) vuonna 1965 julkaistussa julkaisussa Penzias ja Wilson, mikä on väärin.

GWU: ssa käydessään Alpher tapasi Louise Ellen Simonsin, joka oli pääaineenaan psykologiaa yökoulussa ja työskenteli päiväsihteerinä ulkoministeriössä. Lähes kaksi kuukautta Pearl Harborin hyökkäyksen jälkeen Alpher ja Louise menivät naimisiin. Tällä hetkellä hän oli jo tehnyt luokiteltua työtä Yhdysvaltain laivastolle Carnegie Institutionin kautta lähes puolitoista vuotta. Tieteellisen työnsä tauon aikana vuoden 1944 alussa hän haki laivastolta komissiota, johon hän oli oikeutettu. Siihen mennessä hän oli tehnyt niin paljon salassa pidettyä ja salaista työtä, ettei hän ollut enää luonnoksen kohteena (noin 7 000 muun henkilön kanssa), eikä häntä ollut pakko värvätä. Sinä kesänä hän kirjautui Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratorioon työskentelemään toisen luokitellun projektin-uuden magneettivaikutteisen torpedoräjähdyksen-kanssa. Tätä tarvittiin kipeästi, koska Mark 14 -torpedo , jossa oli huonosti testattu räjähdyslaite, jonka magneettinen komponentti oli sammutettu merivoimien operatiivisen päällikön määräyksellä vuoden 1943 lopulla, tarvitsi pahasti korvausta (VS Alpher, The Submarine Review, lokakuu) , 2009).

Big Bangin nukleosynteesiteoria

Alpherin väitöskirja vuonna 1948 käsitteli aihetta, joka tunnettiin alkuräjähdyksen nukleosynteesinä . Nukleosynteesi on selitys siitä, kuinka monimutkaisia ​​elementtejä luodaan yksinkertaisista elementeistä alkuräjähdyksen jälkeisinä hetkinä . Heti alkuräjähdyksen jälkeen, kun lämpötila oli erittäin korkea, jos ydinhiukkaset, kuten neutronit ja protonit, sitoutuvat toisiinsa (houkuttelevat ydinvoimat ), ne hajoavat välittömästi suuren energian fotonien ( kvantit) ja valo ) läsnä suuri tiheys. Toisin sanoen, tässä erittäin korkeassa lämpötilassa fotonien liike -energia ylittäisi voimakkaan ydinvoiman sitomisenergian. Jos esimerkiksi protoni ja neutroni sitoutuvat toisiinsa (muodostaen deuteriumia ), se hajoaa välittömästi toisistaan ​​suuren energian fotonilla. Kuitenkin ajan edetessä maailmankaikkeus laajeni ja jäähtyi ja fotonien keskimääräinen energia laski. Jossain vaiheessa, suunnilleen sekunti alkuräjähdyksen jälkeen, ydinvoiman vetovoima alkaa voittaa alemman energian fotoneja ja neutronit ja protonit alkavat muodostaa vakaita deuteriumytimiä . Kun maailmankaikkeus laajeni ja jäähtyi, lisää ydinhiukkasia sitoutuisi näihin kevyisiin ytimiin muodostaen raskaampia elementtejä, kuten heliumia jne.

Alpher väitti, että alkuräjähdys loisi vetyä, heliumia ja raskaampia alkuaineita oikeassa suhteessa selittääkseen niiden runsauden varhaisessa maailmankaikkeudessa. Alpherin ja Gamowin teoria ehdotti alun perin, että kaikki atomin ytimet tuotetaan peräkkäin sieppaamalla neutroneja yksi massayksikkö kerrallaan. Myöhemmät tutkimukset haastoivat kuitenkin peräkkäisen sieppausteorian yleismaailmallisuuden, koska yhdelläkään elementillä ei havaittu olevan vakaata isotooppia, jonka atomimassa olisi viisi tai kahdeksan, mikä estäisi elementtien tuotantoa heliumin ulkopuolella. Lopulta tunnustettiin, että suurin osa nykyisessä maailmankaikkeudessa havaituista raskaista elementeistä on seurausta tähtien nukleosynteesistä, jonka ovat kehittäneet suurelta osin Hans Bethe , William Fowler ja Subrahmanyan Chandrasekhar . Bethe oli ollut viime hetken lisäys Alpherin väitöskirjan tarkastuskomiteaan.

Koska Alpherin väitöskirja katsottiin uraauurtavaksi, yli 300 ihmistä osallistui väitöskirjan puolustamiseen, mukaan lukien lehdistö, ja artikkeleita hänen ennusteistaan ​​ja Herblock- sarjakuvasta ilmestyi suurissa sanomalehdissä. Tämä oli varsin epätavallista väitöskirjalle.

Myöhemmin samana vuonna, yhteistyössä Robert Hermanin kanssa , Alpher ennusti hypoteettisen alkuräjähdyksen aiheuttaman jäännössäteilyn lämpötilan, joka tunnetaan kosmisen mikroaaltosäteilyn säteilynä . Kuitenkin Alpherin ennusteet kosmisesta taustasäteilystä unohtuivat enemmän tai vähemmän, kunnes Robert Dicke ja Yakov Zel'dovich löysivät ne uudelleen 1960 -luvun alussa. Olemassaolo kosmista taustasäteilyä ja sen lämpötilaa mitattiin kokeellisesti vuonna 1964 kaksi fyysikot työskentelevät Bell Laboratories vuonna New Jerseyssä , Arno Penzias ja Robert Wilson , joka sai Nobelin fysiikan tästä työstä vuonna 1978.

Alpherin itsenäisen väitöskirjan elementit julkaistiin ensimmäisen kerran 1. huhtikuuta 1948 Physical Review -lehdessä kolmen tekijän kanssa: Alpher, Hans Bethe ja Gamow. Vaikka hänen nimensä ilmestyy paperille, Bethellä ei ollut suoraa osaa teorian kehittämiseen, vaikka hän myöhemmin työskenteli aiheeseen liittyvissä aiheissa; Gamow lisäsi nimensä tehdä tekijän listan Alpher, Bethe, Gamow , sanaleikki on alfa , beeta- , gamma- ( α, β, γ ), kolme ensimmäistä kirjainta on kreikkalaisten aakkosten . Gamow vitsaili, että "oli kuitenkin huhu, että myöhemmin, kun alfa-, beeta-, gamma -teoria siirtyi tilapäisesti kiville, Bethe harkitsi vakavasti nimensä muuttamista Zachariasiksi". Viitatessaan Robert Hermaniin hän kirjoitti: "RC Herman, joka itsepäisesti kieltäytyy muuttamasta nimeään Delteriksi." Alpher huolissaan siitä, että Gamowin synnyttämä huumori on saattanut peittää hänen oman kriittisen roolinsa teorian kehittämisessä. Vuoden 2005 National Medal of Science -palkinto myönsi Alpherin alkuperäisen työn nukleosynteesistä ja kosmisen mikroaaltosäteilyn ennustuksesta. Neil deGrasse Tyson osallistui NSF -komitean suositukseen (henkilökohtainen viestintä tohtori Victor S. Alpherille, 26. heinäkuuta 2007).

Alpher ja Robert Herman palkittiin Henry Draper mitali päässä National Academy of Sciences vuonna 1993. Heidät palkittiin myös Magellanin Premium on amerikkalaisen filosofisen yhdistyksen vuonna 1975 Georges Vanderlinden fysiikan palkinnon Belgian tiedeakatemian sekä merkittävät New Yorkin tiedeakatemian ja Franklin Institute of Philadelphian palkinnot . Kaksi fysiikan Nobelin palkintoa on myönnetty kosmiselle taustasäteilylle liittyvästä empiirisestä työstä - vuonna 1978 Arno Penziasille ja Robert Wilsonille ja vuonna 2006 John Matherille ja George Smootille . Alpher ja Herman (jälkimmäinen, postuumisti) julkaisivat oman kertomuksensa kosmologian työstään vuonna 2001, Genesis of the Big Bang (Oxford University Press). Kun se julkaistiin kauppakirjana, se sai vain vähän myynninedistämistä tai myyntiä ensimmäisessä painoksessa.

Hänet valittiin Yhdysvaltain taide- ja tiedeakatemian jäseneksi vuonna 1986. Vuonna 2005 Alpher sai kansallisen tiedemitalin . Palkinnon lainaus kuuluu: "Hänen ennennäkemättömästä työstään nukleosynteesin aloilla, ennustuksesta, että maailmankaikkeuden laajentuminen jättää taustasäteilyn taakse, ja mallin tarjoamisesta alkuräjähdysteorialle." Presidentti George W. Bush esitti mitalin pojalleen, tohtori Victor S. Alpherille 27. heinäkuuta 2007, koska hänen isänsä ei voinut matkustaa vastaanottamaan palkintoa. Ralph Alpher kuoli pitkäaikaiseen sairauteen 12. elokuuta 2007. Hän oli ollut huonossa kunnossa kaatumisensa ja lonkkansa murtumisen jälkeen helmikuussa 2007.

Myöhemmin ura

Vuonna 1955 Alpher siirtyi General Electric Companyn tutkimus- ja kehityskeskuksen tehtävään . Hänen pääroolinsa varhaisvuosinaan oli työskennellä ajoneuvojen paluun avaruudesta ongelmien parissa. 1940 -luvun lopulla John Hopkinsin yliopiston soveltavan fysiikan laboratoriossa hän työskenteli John van Allenin työryhmän jäsenenä ja opiskeli kosmisia säteitä korkealla sijaitsevilla ilmapalloilla. Vuonna 1955 sekä Alpher että Herman haki tehtäviä Iowasta, missä van Allen oli nyt osastonjohtaja, mutta palkat akateemisessa maailmassa olivat yksinkertaisesti liian pieniä perheiden tukemiseksi. Alpher jatkoi myös yhteistyötä Robert Hermanin kanssa, joka oli siirtynyt General Motorsin tutkimuslaboratorioon, kosmologian ongelmien ratkaisemiseksi. Kosminen mikroaaltosäteily vahvistettiin lopulta vuonna 1964, vaikka jälkikäteen monet muut tähtitieteilijät ja radiotähtitieteilijät todennäköisesti havaitsivat sen tunnistamatta kosmologista merkitystä.

Vuosina 1987–2004 hän toimi arvostettuna fysiikan ja tähtitieteen tutkimusprofessorina Union Collegessa Schenectadyssä, New Yorkissa, jonka aikana hän pystyi palaamaan tutkimukseen ja opetukseen. Koko tämän ajan hän jatkoi suurten vertaisarvioitujen tieteellisten julkaisujen julkaisemista ja oli aktiivinen julkisessa yleisradiotoiminnassa. Alpher oli myös (1987–2004) The Dudley Observatoryn johtaja .

Vuonna 1986 hänet palkittiin George Washingtonin yliopiston arvostetulla alumni -saavutuksella . Kaikki hänen tutkintonsa saavutettiin opiskelemalla yöllä työskennellessään laivastossa ja Johns Hopkinsin sovelletussa fysiikan laboratoriossa päiväsaikaan. Vuonna 2004 hän liittyi Unionin emeritus tiedekuntaan ja oli Dudleyn emeritusjohtaja. Hän sai myös kunniatohtorin tutkinnon Union Collegesta ja Rensselaerin ammattikorkeakoulusta . Vuodesta 2005 kuolemaansa asti hän pysyi Dudleyn observatorion emeritusjohtajana ja emeritus -fysiikan ja tähtitieteen professorina Union Collegessa .

Alpherin lähestymistapa tieteeseen

Alpher kertoi Joseph D'Agneselle haastattelussaan Discover Magazine -lehdelle : "Sinulla on kaksi syytä tieteeseen. Yksi on altruistinen tunne, että ehkä voit osallistua ihmiskunnan tietämykseen maailmasta. Toinen ja henkilökohtaisempi asia on se, mitä haluat vertaistesi hyväksyntä. Puhdasta ja yksinkertaista. "

Ralph Alpher kertoi pojalleen Victorille vuonna 1980, kun hän harkitsi syventävää koulutusta, että kenenkään hyväksyminen ei ollut syy jatko -opintoihin tai uraan, joka vaatii pitkälle edistynyttä opiskelua. Pikemminkin hän sanoi Victorille: "Sinun on nautittava ja löydettävä tyydytystä työstäsi, jota teet joka päivä, koska et saa usein palkintoja tai taputuksia selkään." Siihen asti hän oli saanut vain kolme palkintoa kosmologiatyössään, American Philosophical Society, Belgian tiedeakatemia ja Franklin -instituutti - kaikki tapahtumat hänen täytettyään 50 vuotta.

Henkilökohtainen elämä ja näkemykset

Huolimatta juutalaisen perheen kasvattamisesta hän piti itseään agnostikkona ja humanistina. Ralph oli rakastettu aviomies ja isä. Hän oli naimisissa Louise Alpherin kanssa, hänellä oli kaksi lasta nimeltä Victor Seth ja Harriet Rose sekä kaksi lastenlasta Lapsa Lisa ja Rachel Lebetkin.

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit