Fred hoyle

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Astrónomo inglés (1915–2001)

Sir Fred Hoyle FRS (24 de junio de 1915 - 20 de agosto de 2001) fue un astrónomo inglés que formuló la teoría de la nucleosíntesis estelar y fue uno de los autores del influyente artículo B2FH. También mantuvo posturas controvertidas sobre otros asuntos científicos, en particular su rechazo al "Big Bang" teoría (un término acuñado por él en BBC Radio) a favor del "Estado Estacionario" hipótesis, y su promoción de la panspermia como el origen de la vida en la Tierra. También escribió novelas de ciencia ficción, cuentos y obras de radio, y fue coautor de doce libros con su hijo, Geoffrey Hoyle. Pasó la mayor parte de su vida laboral en el Instituto de Astronomía de Cambridge y fue su director durante seis años.

Biografía

Primeros años y carrera

Hoyle nació cerca de Bingley en Gilstead, West Riding of Yorkshire, Inglaterra. Su padre, Ben Hoyle, que era violinista y trabajaba en el comercio de lana en Bradford, sirvió como ametrallador en la Primera Guerra Mundial. Su madre, Mabel Pickard, había estudiado música en el Royal College of Music de Londres y luego trabajó como pianista de cine. Hoyle se educó en Bingley Grammar School y estudió matemáticas en Emmanuel College, Cambridge. En su juventud, cantó en el coro de la iglesia anglicana local.

En 1936, ganó el Premio Mayhew (junto con George Stanley Rushbrooke).

A fines de 1940, Hoyle dejó Cambridge para ir a Portsmouth a trabajar para el Almirantazgo en la investigación de radares, por ejemplo, ideando un método para obtener la altitud de los aviones que se aproximaban. También estuvo a cargo de las contramedidas contra los cañones guiados por radar encontrados en el Graf Spee después de su hundimiento en el Río de la Plata. El proyecto de radar de Gran Bretaña empleó a más personal que el proyecto de Manhattan, y probablemente fue la inspiración para el gran proyecto británico en la novela The Black Cloud de Hoyle. Dos colegas en este trabajo de guerra fueron Hermann Bondi y Thomas Gold, y los tres tuvieron muchas y profundas discusiones sobre cosmología. El trabajo del radar pagó un par de viajes a América del Norte, donde aprovechó para visitar a los astrónomos. En un viaje a los EE. UU., aprendió sobre las supernovas en Caltech y Mount Palomar y, en Canadá, la física nuclear de la implosión y explosión del plutonio, notó cierta similitud entre los dos y comenzó a pensar en la nucleosíntesis de las supernovas. Tenía una intuición en ese momento: "Me haré un nombre si esto funciona". Eventualmente (1954) se publicó su profético y revolucionario artículo. También formó un grupo en Cambridge que exploraba la nucleosíntesis estelar en estrellas ordinarias y estaba preocupado por la escasez de producción estelar de carbono en los modelos existentes. Se dio cuenta de que uno de los procesos existentes sería mil millones de veces más productivo si el núcleo de carbono-12 tuviera una resonancia de 7,7 MeV, pero los físicos nucleares no mencionaron tal. En otro viaje, visitó el grupo de física nuclear en Caltech, pasó allí unos meses sabáticos y los convenció de buscar y encontrar el estado de Hoyle en el carbono-12, a partir del cual desarrolló una teoría completa de la nucleosíntesis estelar, contra su considerable escepticismo. en coautoría de Hoyle con algunos miembros del grupo Caltech.

Una placa azul en la escuela Bingley Grammar lo conmemora

Después de la guerra, en 1945, Hoyle regresó a la Universidad de Cambridge como profesor en St John's College, Cambridge. Los años de Hoyle en Cambridge, 1945-1973, lo vieron ascender a la cima de la teoría astrofísica mundial, sobre la base de una sorprendente originalidad de ideas que cubrían una amplia gama de temas. En 1958, Hoyle fue nombrado Profesor Plumian de Astronomía y Filosofía Experimental en la Universidad de Cambridge. En 1967, se convirtió en el director fundador del Instituto de Astronomía Teórica (posteriormente rebautizado como Instituto de Astronomía de Cambridge), donde su liderazgo innovador llevó rápidamente a esta institución a convertirse en uno de los principales grupos del mundo en astrofísica teórica. En 1971, fue invitado a pronunciar la conferencia en memoria de MacMillan en la Institución de Ingenieros y Constructores Navales de Escocia. Eligió el tema "Instrumentos astronómicos y su construcción". Hoyle fue nombrado caballero en 1972. Hoyle renunció a su puesto de profesor de Plumian en 1972 y a su cargo de director del instituto en 1973, con este movimiento lo aisló efectivamente de la mayor parte de su base de poder, conexiones y salario estable del establecimiento.

Después de dejar Cambridge, Hoyle escribió muchos libros de divulgación científica y ciencia ficción, además de presentar conferencias en todo el mundo. Parte de la motivación para esto fue simplemente proporcionar un medio de apoyo. Hoyle todavía era miembro del comité de política conjunta (desde 1967), durante la etapa de planificación del Telescopio Anglo-Australiano de 150 pulgadas en el Observatorio Siding Spring en Nueva Gales del Sur. Se convirtió en presidente de la junta del Anglo-Australian Telescope en 1973 y presidió su inauguración en 1974 por Carlos, Príncipe de Gales.

Decadencia y muerte

Después de su renuncia a Cambridge, Hoyle se mudó al Distrito de los Lagos y ocupó su tiempo con una combinación de caminatas por los páramos, escribiendo libros, visitando centros de investigación en todo el mundo y trabajando en ideas científicas que han sido rechazadas casi universalmente. El 24 de noviembre de 1997, mientras caminaba por los páramos en el oeste de Yorkshire, cerca de la casa de su infancia en Gilstead, Hoyle cayó en un barranco empinado llamado Shipley Glen. Aproximadamente doce horas después, Hoyle fue encontrado por un perro de búsqueda. Estuvo hospitalizado durante dos meses con neumonía y problemas renales (ambos resultantes de la hipotermia), así como con un hombro roto por la caída. A partir de entonces entró en un marcado declive, padeciendo problemas de memoria y agilidad mental. En 2001 sufrió una serie de derrames cerebrales y murió en Bournemouth el 20 de agosto de ese año.

Visualizaciones y contribuciones

Origen de la nucleosíntesis

Hoyle es autor de los dos primeros artículos de investigación jamás publicados sobre la síntesis de los elementos químicos más pesados que el helio mediante reacciones nucleares en las estrellas. El primero de ellos en 1946 mostró que los núcleos de las estrellas evolucionarán a temperaturas de miles de millones de grados, mucho más altas que las temperaturas consideradas para el origen termonuclear de la energía estelar en las estrellas de la secuencia principal. Hoyle demostró que a temperaturas tan altas, el elemento hierro puede volverse mucho más abundante que otros elementos pesados debido al equilibrio térmico entre las partículas nucleares, lo que explica la gran abundancia natural de hierro. Esta idea se llamaría más tarde Proceso e. La segunda publicación de nucleosíntesis fundamental de Hoyle, publicada en 1954, mostró que los elementos entre el carbono y el hierro no pueden sintetizarse mediante tales procesos de equilibrio. Atribuyó esos elementos a reacciones de fusión nuclear específicas entre constituyentes abundantes en capas concéntricas de estrellas pre-supernova masivas evolucionadas. Esta imagen asombrosamente moderna es el paradigma aceptado hoy en día para la nucleosíntesis de supernova de estos elementos primarios. A mediados de la década de 1950, Hoyle se convirtió en el líder de un grupo de físicos experimentales y teóricos muy talentosos que se reunieron en Cambridge: William Alfred Fowler, Margaret Burbidge y Geoffrey Burbidge. Este grupo sistematizó las ideas básicas de cómo se crearon todos los elementos químicos de nuestro universo, siendo esto ahora un campo llamado nucleosíntesis. Famosamente, en 1957, este grupo produjo el documento B2FH (conocido por las iniciales de los cuatro autores) en el que el campo de la nucleosíntesis se organizó en procesos nucleares complementarios. También agregaron mucho material nuevo sobre la síntesis de elementos pesados mediante reacciones de captura de neutrones, el llamado proceso s y el proceso r. El artículo B2FH se volvió tan influyente que durante el resto del siglo XX se convirtió en la cita predeterminada de casi todos los investigadores que deseaban citar un origen aceptado para la teoría de la nucleosíntesis y, como resultado, el camino -rompiendo el papel de Hoyle 1954 cayó en la oscuridad. La investigación histórica en el siglo XXI ha devuelto la prominencia científica al artículo de 1954 de Hoyle. Esos argumentos históricos se presentaron por primera vez a una reunión de expertos en nucleosíntesis que asistieron a una conferencia de 2007 en Caltech organizada después de la muerte de Fowler y Hoyle para celebrar el 50 aniversario de la publicación de B2FH. Irónicamente, el artículo B2FH no revisó la atribución de capas de supernova de 1954 de Hoyle del origen de los elementos entre el silicio y el hierro a pesar de la coautoría de Hoyle de B2 FH. Basándose en sus muchas conversaciones personales con Hoyle, Donald D. Clayton ha atribuido este descuido aparentemente inexplicable en B2FH a la falta de revisión por parte de Hoyle del borrador compuesto en Caltech en 1956 por G.R. Burbidge y E. M. Burbidge.

El segundo de los artículos sobre nucleosíntesis de Hoyle también introdujo un uso interesante del principio antrópico, que entonces no se conocía con ese nombre. Al tratar de averiguar las rutas de la nucleosíntesis estelar, Hoyle calculó que una reacción nuclear en particular, el proceso triple alfa, que genera carbono a partir de helio, requeriría que el núcleo de carbono tuviera una energía de resonancia y un giro muy específicos para que funcionara. La gran cantidad de carbono en el universo, que hace posible que existan formas de vida de cualquier tipo basadas en el carbono, le demostró a Hoyle que esta reacción nuclear debe funcionar. Basado en esta noción, Hoyle predijo los valores de la energía, el espín nuclear y la paridad del estado compuesto en el núcleo de carbono formado por tres partículas alfa (núcleos de helio), lo que luego fue confirmado experimentalmente.

Este nivel de energía, aunque necesario para producir carbono en grandes cantidades, estadísticamente era muy poco probable que cayera donde lo hace en el esquema de niveles de energía de carbono. Hoyle escribió más tarde:

¿No te dirías a ti mismo, "algunos intelectos supercalculantes deben haber diseñado las propiedades del átomo de carbono, de lo contrario la oportunidad de mi hallazgo de tal átomo a través de las fuerzas ciegas de la naturaleza sería totalmente minúscula. Una interpretación del sentido común de los hechos sugiere que un superintelecto se ha fusionado con la física, así como con la química y la biología, y que no hay fuerzas ciegas que valgan la pena hablar en la naturaleza. El número uno calcula de los hechos me parece tan abrumador como para poner esta conclusión casi más allá de la cuestión".

Fred Hoyle

Su compañero de trabajo William Alfred Fowler finalmente ganó el Premio Nobel de Física en 1983 (junto con Subrahmanyan Chandrasekhar), pero por alguna razón los electores pasaron por alto la contribución original de Hoyle, y muchos se sorprendieron de que una contribución tan notable el astrónomo se lo perdió. El mismo Fowler en un bosquejo autobiográfico afirmó los esfuerzos pioneros de Hoyle:

El concepto de nucleosíntesis en estrellas fue establecido por Hoyle en 1946. Esto proporcionó una manera de explicar la existencia de elementos más pesados que el helio en el universo, básicamente mostrando que elementos críticos como el carbono podrían generarse en estrellas y luego incorporarse en otras estrellas y planetas cuando esa estrella "dies". Las nuevas estrellas formadas ahora comienzan con estos elementos más pesados e incluso elementos más pesados se forman de ellos. Hoyle teorizó que otros elementos más raros podrían ser explicados por supernovas, las explosiones gigantes que ocurren ocasionalmente en todo el universo, cuyas temperaturas y presiones serían necesarias para crear tales elementos.

William Fowler

Rechazo del Big Bang

Si bien no discutía la teoría de Lemaître (más tarde confirmada por las observaciones de Edwin Hubble) de que el universo se estaba expandiendo, Hoyle no estuvo de acuerdo con su interpretación. Descubrió que la idea de que el universo tuvo un comienzo era una pseudociencia, parecida a los argumentos a favor de un creador, 'porque es un proceso irracional y no se puede describir en términos científicos'. (ver argumento cosmológico de Kalam). En cambio, Hoyle, junto con Thomas Gold y Hermann Bondi (con quien había trabajado en el radar en la Segunda Guerra Mundial), en 1948 comenzaron a argumentar que el universo se encontraba en un "estado estable". y formuló su teoría del estado estacionario. La teoría trató de explicar cómo el universo podría ser eterno y esencialmente inmutable mientras las galaxias que observamos todavía se alejan unas de otras. La teoría giraba en torno a la creación de materia entre las galaxias a lo largo del tiempo, de modo que aunque las galaxias se separan más, las nuevas que se desarrollan entre ellas llenan el espacio que dejan. El universo resultante se encuentra en un "estado estacionario" de la misma manera que un río que fluye: las moléculas de agua individuales se están alejando, pero el río en general sigue siendo el mismo.

La teoría era una alternativa al Big Bang que, al igual que el Big Bang, coincidía con las observaciones clave de la época, a saber, las observaciones del desplazamiento hacia el rojo del Hubble, y Hoyle fue un fuerte crítico del Big Bang. Acuñó el término "Big Bang" en el Tercer Programa de la radio de la BBC emitido el 28 de marzo de 1949. George Gamow y sus oponentes dijeron que Hoyle tenía la intención de ser peyorativo, y el guión que leyó en voz alta fue interpretado por su oponentes a ser "vanidosos, unilaterales, insultantes, no dignos de la BBC". Hoyle negó explícitamente que estuviera siendo insultado y dijo que era solo una imagen impactante destinada a enfatizar la diferencia entre las dos teorías para la audiencia de radio. En otra entrevista con la BBC, dijo: "La razón por la que a los científicos les gusta el "big bang" es porque están eclipsados por el Libro de Génesis. Está en lo profundo de la psique de la mayoría de los científicos creer en la primera página de Génesis.

Hoyle tuvo una acalorada discusión con Martin Ryle del Cavendish Radio Astronomy Group sobre la teoría del estado estacionario de Hoyle, que restringió un poco la colaboración entre el grupo Cavendish y el Instituto de Astronomía de Cambridge durante la década de 1960.

Hoyle, a diferencia de Gold y Bondi, ofreció una explicación para la aparición de nueva materia al postular la existencia de lo que denominó el 'campo de creación', o simplemente el 'campo C'.;, que tenía presión negativa para ser consistente con la conservación de la energía e impulsar la expansión del universo. Este campo C es el mismo que la última "solución de de Sitter" para la inflación cósmica, pero el modelo de campo C actúa mucho más lento que el modelo de inflación de De Sitter. Argumentaron conjuntamente que la creación continua no era más inexplicable que la aparición de todo el universo de la nada, aunque tenía que hacerse de forma regular. Al final, la creciente evidencia observacional convenció a la mayoría de los cosmólogos de que el modelo de estado estacionario era incorrecto y que el Big Bang era la teoría que concordaba mejor con las observaciones, aunque Hoyle continuó apoyando y desarrollando su teoría. En 1993, en un intento por explicar algunas de las pruebas en contra de la teoría del estado estacionario, presentó una versión modificada llamada 'cosmología del estado cuasi-estacionario'. (QSS), pero la teoría no es ampliamente aceptada.

La evidencia que resultó en la victoria del Big Bang sobre el modelo de estado estacionario incluyó el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas en la década de 1960 y la distribución de "galaxias jóvenes" y los cuásares en todo el Universo en la década de 1980 indican una estimación de la edad del universo más consistente. Hoyle murió en 2001 sin haber aceptado nunca la validez de la teoría del Big Bang.

"¿Cómo, en la cosmología de los grandes bancos, se explica el fondo de microondas? A pesar de lo que los partidarios de la reivindicación de la cosmología grande-bang, no se explica. La supuesta explicación no es más que una entrada en el catálogo de hipótesis del jardinero que constituye la teoría. Si hubiera observación dada 27 Kelvins en lugar de 2.7 Kelvins para la temperatura, entonces 27 kelvins habrían sido introducidos en el catálogo. O 0,27 Kelvins. O cualquier cosa".

Hoyle, 1994

Teoría de la gravedad

Junto con Narlikar, Hoyle desarrolló una teoría de partículas en la década de 1960, la teoría de la gravedad de Hoyle-Narlikar. Hizo predicciones que eran más o menos las mismas que la relatividad general de Einstein, pero incorporó el Principio de Mach, que Einstein había intentado pero no pudo incorporar en su teoría. La teoría de Hoyle-Narlikar falla en varias pruebas, incluida la consistencia con el fondo de microondas. Fue motivado por su creencia en el modelo de estado estacionario del universo.

Rechazo de la abiogénesis basada en la Tierra

En sus últimos años, Hoyle se convirtió en un crítico acérrimo de las teorías de la abiogénesis para explicar el origen de la vida en la Tierra. Con Chandra Wickramasinghe, Hoyle promovió la hipótesis de que la primera vida en la Tierra comenzó en el espacio, extendiéndose por el universo a través de la panspermia, y que la evolución en la Tierra está influenciada por una afluencia constante de virus que llegan a través de los cometas. Su creencia de que los cometas tenían un porcentaje significativo de compuestos orgánicos estaba muy adelantada a su tiempo, ya que las opiniones dominantes en las décadas de 1970 y 1980 eran que los cometas consistían en gran parte en hielo de agua, y la presencia de compuestos orgánicos era entonces muy controvertida. Wickramasinghe escribió en 2003: “En la polémica altamente polarizada entre el darwinismo y el creacionismo, nuestra posición es única. Aunque no nos alineamos con ninguno de los lados, ambos lados nos tratan como oponentes. Por lo tanto, somos extraños con una perspectiva inusual, y nuestra sugerencia para salir de la crisis aún no ha sido considerada."

Hoyle y Wickramasinghe presentaron varios casos en los que dicen que los brotes de enfermedades en la Tierra son de origen extraterrestre, incluida la pandemia de gripe de 1918 y ciertos brotes de poliomielitis y la enfermedad de las vacas locas. Para la pandemia de gripe de 1918, plantearon la hipótesis de que el polvo cometario trajo el virus a la Tierra simultáneamente en varios lugares, una opinión casi universalmente descartada por los expertos en esta pandemia. En 1982, Hoyle presentó Evolución desde el espacio para la conferencia Omni de la Royal Institution. Después de considerar lo que él consideraba una posibilidad muy remota de abiogénesis basada en la Tierra, concluyó:

Si uno procede directamente y directamente en este asunto, sin ser desviado por el temor de incurrir en la ira de la opinión científica, se llega a la conclusión de que los biomateriales con su increíble medida de orden deben ser el resultado del diseño inteligente. No hay otra posibilidad de que haya podido pensar en...

Fred Hoyle

Publicado en sus libros de 1982/1984 Evolución desde el espacio (en coautoría con Chandra Wickramasinghe), Hoyle calculó que la posibilidad de obtener el conjunto de enzimas requerido incluso para la célula viva más simple sin panspermia era uno de cada 1040.000. Dado que el número de átomos en el universo conocido es infinitesimalmente pequeño en comparación (1080), argumentó que la Tierra como lugar de origen de la vida podría descartarse. Afirmó:

La idea de que no sólo el biopolímero sino el programa operativo de una célula viviente podría llegar por casualidad en una sopa orgánica primordial aquí en la Tierra es evidentemente absurdo de un orden elevado.

Sin embargo, sus cálculos no son compatibles con la evolución molecular moderna, incluida la investigación sobre el mundo del ARN y la evolución de proteínas a partir de péptidos simples.

Aunque Hoyle se declaró ateo, esta aparente sugerencia de una mano guía lo llevó a la conclusión de que "un superintelecto ha jugado con la física, así como con la química y la biología, y... no hay ciegos". fuerzas de las que vale la pena hablar en la naturaleza." Continuaría comparando la aparición aleatoria de incluso la célula más simple sin panspermia con la probabilidad de que "un tornado que azote un depósito de chatarra pueda ensamblar un Boeing 747 a partir de los materiales que contiene". y comparar la posibilidad de obtener incluso una sola proteína funcional mediante una combinación casual de aminoácidos con un sistema solar lleno de ciegos que resuelven cubos de Rubik simultáneamente. Esto se conoce como "el tornado del depósito de chatarra", o "falacia de Hoyle". Aquellos que defienden la creencia del diseño inteligente (DI) a veces citan el trabajo de Hoyle en esta área para respaldar la afirmación de que el universo se ajustó para permitir que la vida inteligente fuera posible.

Otras controversias

Si bien Hoyle fue muy apreciado por sus trabajos sobre nucleosíntesis y divulgación científica, mantuvo posiciones controvertidas sobre una amplia gama de temas científicos, a menudo en oposición directa a las teorías predominantes de la comunidad científica. Paul Davies describe cómo "amaba su personalidad inconformista y su desprecio por la ortodoxia", citando a Hoyle diciendo "No me importa lo que piensen". sobre sus teorías sobre el corrimiento al rojo discrepante, y "es mejor ser interesante y equivocado que aburrido y correcto".

Hoyle a menudo expresaba enojo contra la política laberíntica y mezquina en Cambridge y con frecuencia se peleaba con miembros e instituciones de todos los niveles de la comunidad astronómica británica, lo que lo llevó a renunciar a Cambridge en septiembre de 1971 por la forma en que pensaba que Donald Lynden-Bell era elegido para reemplazar al profesor jubilado Roderick Oliver Redman a sus espaldas. Según el biógrafo Simon Mitton, Hoyle estaba cabizbajo porque sentía que sus colegas de Cambridge no lo apoyaban.

Además de sus puntos de vista sobre la teoría del estado estacionario y la panspermia, Hoyle también apoyó las siguientes hipótesis y especulaciones controvertidas:

Premios Nobel de Física

Hoyle también estuvo en el centro de dos controversias no relacionadas relacionadas con la política para seleccionar al ganador del Premio Nobel de Física. El primero llegó cuando el premio de 1974 fue, en parte, para Antony Hewish por su papel destacado en el descubrimiento de los púlsares. Inmediatamente, Hoyle hizo un comentario improvisado a un reportero en Montreal: "Sí, Jocelyn Bell fue la descubridora real, no Hewish, quien fue su supervisora, por lo que debería haber sido incluida". Este comentario recibió una amplia cobertura internacional. Preocupado por ser malinterpretado, Hoyle redactó cuidadosamente una carta de explicación para The Times.

La segunda controversia surgió cuando el premio de 1983 fue en parte para William Alfred Fowler "por sus estudios teóricos y experimentales de las reacciones nucleares de importancia en la formación de los elementos químicos del universo". La controversia surgió porque Hoyle había sido el inventor de la teoría de la nucleosíntesis en las estrellas con dos trabajos de investigación publicados poco después de la Segunda Guerra Mundial. Entonces surgió cierta sospecha de que a Hoyle se le negó la tercera parte de este premio debido a su anterior desacuerdo público con el premio de 1974. El científico británico Harry Kroto dijo más tarde que el Premio Nobel no es solo un premio por un trabajo, sino un reconocimiento de la reputación general de un científico y el hecho de que Hoyle defendiera muchas ideas de mala reputación y refutadas que pueden haberlo invalidado. En Nature, el editor John Maddox lo llamó "vergonzoso" que Fowler había sido recompensado con un premio Nobel y Hoyle no.

Apariciones en los medios

Hoyle apareció en una serie de charlas radiofónicas sobre astronomía para la BBC en la década de 1950; estos se recopilaron en el libro La naturaleza del universo, y luego escribió una serie de otros libros de divulgación científica.

En la obra Sur la route de Montalcino, el personaje de Fred Hoyle se enfrenta a Georges Lemaître en un viaje ficticio al Vaticano en 1957.

Hoyle también apareció en el cortometraje de 1973 Toma el mundo desde otro punto de vista.

En la película para televisión de 2004 Hawking, Peter Firth interpreta a Fred Hoyle. En la película, Stephen Hawking (interpretado por Benedict Cumberbatch) confronta públicamente a Hoyle en una conferencia de la Royal Society en el verano de 1964, sobre un error que encontró en su última publicación.

Honores

Una estatua de Fred Hoyle en el Instituto de Astronomía, Cambridge

Premios

Nombrado en su honor

Recuerdos

La colección Fred Hoyle de la biblioteca de St John's College contiene "un par de botas para caminar, cinco cajas de fotografías, dos piolet, algunas radiografías dentales, un telescopio, diez rollos de película grandes y una ópera inédita" además de 150 cajas de documentos de papeles.