Ραλφ Άλφερ

Σπουδές

Ο Ραλφ γεννήθηκε στην Ουάσινγκτον και ήταν γιος ενός Εβραίου μετανάστη από τη Λευκορωσία, του Σάμουελ Άλφερ. Η μητέρα του, Ρόουζ, πέθανε από καρκίνο του στομάχου το 1938 και ο πατέρας του πήρε δεύτερη σύζυγο αργότερα. Ο Ραλφ αποφοίτησε σε ηλικία 15 ετών από το γυμνάσιο «Θεόδωρος Ρούζβελτ», όπου εργάσθηκε στο σχολικό θέατρο ως επόπτης σκηνής για δύο χρόνια, συμπληρώνοντας έτσι το οικογενειακό εισόδημα κατά τη μεγάλη οικονομική ύφεση. Επίσης, έμαθε στενογραφία και το 1937 άρχισε να εργάζεται ως στενογράφος για τον διευθυντή της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ενώσεως. Το 1940 προσλήφθηκε από το τμήμα γεωμαγνητισμού του Ιδρύματος Κάρνετζι, όπου εργάσθηκε με τον Σκοτ Φόρμπους με συμβόλαιο με το αμερικανικό πολεμικό ναυτικό για την ανάπτυξη τεχνικών απομαγνητίσεως των πλοίων, αξιολόγηση και άλλες σχετικές έρευνες κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Συνεισέφερε στην ανάπτυξη πυροκροτητών, τορπιλών και άλλων όπλων, βραβευθείς τον Δεκέμβριο του 1945 από το πολεμικό ναυτικό (Naval Ordnance Development Award with Symbol). Από το 1944 μέχρι το 1955 ο Άλφερ εργάσθηκε στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς, ενώ παράλληλα τις νύχτες εκπονούσε τη διδακτορική διατριβή του και το 1948 πήρε το διδακτορικό του στην πυρηνική φυσική με θέμα την πυρηνοσύνθεση με σύλληψη νετρονίου. Είχε ήδη πτυχίο και μεταπτυχιακό τίτλο στη φυσική από το Πανεπιστήμιο Τζωρτζ Ουάσινγκτον, όπου γνώρισε τον Γκάμοφ, αλλά και τη μελλοντική σύζυγό του Λουίζ, φοιτήτρια της ψυχολογίας, με την οποία παντρεύτηκαν το 1942. Μετά το διδακτορικό του, ο Ραλφ συνεργάσθηκε ερευνητικά στο ίδιο εργαστήριο με τον Ρόμπερτ Χέρμαν, προβλέποντας τη θερμοκρασία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου.

Θεωρία για την πυρηνοσύνθεση και τη Μεγάλη Έκρηξη

Η διατριβή του Άλφερ το 1948 σχετιζόταν με την πυρηνοσύνθεση στο πρώιμο Σύμπαν, ένα θέμα που αργότερα έγινε γνωστό ως Πυρηνοσύνθεση κατά τη Μεγάλη Έκρηξη. Κατά τα πρώτα δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία ήταν ακραία υψηλή, τα πρωτόνια και τα νετρόνια δεν μπορούσαν να σχηματίσουν σταθερούς πυρήνες, καθώς διασπώντο σχεδόν αμέσως από τα άφθονα φωτόνια υψηλής ενέργειας που ήταν παρόντα. Αλλά με την πάροδο των δευτερολέπτων το νεογέννητο Σύμπαν διαστάλθηκε και ψύχθηκε, με αποτέλεσμα τη μείωση της ενέργειας των φωτονίων. Τότε η ελκτική ισχυρή πυρηνική δύναμη μπορούσε πια να σχηματίσει αρχικά σταθερούς πυρήνες δευτερίου. Καθώς το Σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται και να ψύχεται, πρόσθετα σωματίδια θα ενώνονταν με αυτούς τους ελαφρούς πυρήνες, δημιουργώντας βαρύτερα του υδρογόνου στοιχεία, όπως το ήλιο και το λίθιο.
Ο Άλφερ υποστήριξε ότι η Μεγάλη Έκρηξη θα δημιουργούσε υδρογόνο, ήλιο και βαρύτερα στοιχεία της ύλης στις σωστές αναλογίες που θα ερμήνευαν τη σχετική περιεκτικότητα του πρώιμου Σύμπαντος σε αυτά. Η θεωρία των Άλφερ και Γκάμοφ αρχικώς πρότεινε ότι όλοι οι ατομικοί πυρήνες παράγονταν με τη διαδοχική σύλληψη νετρονίων, ένα τη φορά. Μεταγενέστερη μελέτη ωστόσο αμφισβήτησε τη γενικότητα αυτή, αφού κανένα στοιχείο δεν είχε σταθερό ισότοπο με ατομική μάζα 5 ή 8, εμποδίζοντας έτσι την παραγωγή στοιχείων πέρα από το ήλιο (αργότερα θα γινόταν αντιληπτό ότι αυτά τα στοιχεία παράχθηκαν αργότερα στο εσωτερικό άστρων). Η διδακτορική αυτή διατριβή του Άλφερ έγινε αντιληπτό ότι ήταν πρωτοπόρα και περισσότεροι από 300 άνθρωποι παρακολούθησαν την υπεράσπισή της, μεταξύ των οποίων και δημοσιογράφοι, πράγμα ασυνήθιστο για διδακτορική διατριβή.
Από την άλλη πλευρά, οι προβλέψεις των Άλφερ και Χέρμαν για την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου λησμονήθηκαν λίγο ως πολύ και ξαναβρέθηκαν από τους Ρόμπερτ Ντικ και Γιακόβ Ζέλντοβιτς μετά το 1960. Η ύπαρξη της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου αποδείχθηκε πειραματικά το 1964 από τους φυσικούς Άρνο Πενζίας και Ρόμπερτ Γούντροου Γουίλσον, που τιμήθηκαν γι' αυτό με το Βραβείο Νόμπελ.
Στη δημοσίευση της θεωρίας για την πυρηνοσύνθεση υπήρχε και το όνομα του Χανς Μπέτε, παρότι δεν είχε άμεσο ρόλο στην ανάπτυξή της: ο Γκάμοφ πρόσθεσε το όνομά του για να είναι η τριάδα των συγγραφέων Alpher, Bethe, Gamov, ένα λογοπαίγνιο με τα τρία πρώτα γράμματα alpha, beta, gamma (α, β, γ) του ελληνικού αλφαβήτου. Η δημοσίευση αυτή έγινε στο περιοδικό Physical Review της 1ης Απριλίου 1948. Το χιούμορ του πληθωρικού Γκάμοφ ίσως κάποιες φορές να επεσκίασε τον κρίσιμο ρόλο που διεδραμάτισε ο Άλφερ στην ανάπτυξη της θεωρίας, αφού η εργασία αυτή ήταν βασισμένη πάνω στο διδακτορικό του, ενώ άλλοι επιστήμονες που τη διάβασαν μπορεί εύκολα να κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι Γκάμοφ και Μπέτε ήταν οι βασικοί συνεισφέροντες. Η πραγματική αναγνώριση του Άλφερ για τη συνεισφορά του στη σύγχρονη θεωρία της Μεγάλης Εκρήξεως ίσως άρχισε μόνο με την απονομή σε αυτόν του Εθνικού Μεταλλίου Επιστήμης το 2005. Η αιτιολόγηση ήταν: «για τη χωρίς προηγούμενο εργασία του στα πεδία της πυρηνοσύνθεσης, για την πρόβλεψη ότι η διαστολή του Σύμπαντος αφήνει πίσω της ακτινοβολία υποβάθρου, και για το ότι παρέσχε το μοντέλο για τη Θεωρία της Μεγάλης Εκρήξεως».
Οι Άλφερ και Χέρμαν τιμήθηκαν επίσης με το Μετάλλιο Χένρυ Ντρέιπερ της αμερικανικής Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών το 1993, με το Magellanic Premium της Αμερικανικής Φιλοσοφικής Εταιρείας το 1975 και με το Βραβείο Φυσικής Georges Vanderlinden της Βελγικής Ακαδημίας Επιστημών. Οι Άλφερ και Χέρμαν δημοσίευσαν (μεταθανατίως για τον δεύτερο) τον δικό τους απόλογισμό της έρευνάς τους στην κοσμολογία το 2001, με τον τίτλο Genesis of the Big Bang (Oxford University Press).

Υπόλοιπη σταδιοδρομία

Το 1955 ο Άλφερ ανέλαβε μία θέση εργασίας στο Κέντρο Ερευνών και Αναπτύξεως της εταιρείας General Electric. Ο κύριος ρόλος του εκεί ήταν η αντιμετώπιση προβλημάτων επανεισόδου στην ατμόσφαιρα διαστημικών οχημάτων. Συνέχισε πάντως τη συνεργασία του με τον Ρόμπερτ Χέρμαν (ο οποίος είχε αναλάβει εργασία στο ερευνητικό εργασία της General Motors) σε προβλήματα κοσμολογίας.
Από το 1987 μέχρι το 2004 υπηρέτησε ως Διακεκριμένος Καθηγητής Ερεύνης της Φυσικής στο Union College, στο Σκενέκταντυ της Νέας Υόρκης. Διετέλεσε επίσης διευθυντής του Αστεροσκοπείου Ντάντλεϋ από το 1987 ως το 2004.

Η προσέγγισή του στην επιστήμη

Ο ΆΛφερ είχε πει στον Joseph D'Agnese στη συνέντευξή του στο περιοδικό Discover: «Υπάρχουν δύο λόγοι για τους οποίους ασχολείσαι με την επιστημονική έρευνα. Ο ένας είναι το αλτρουιστικό αίσθημα ότι ίσως να μπορέσεις να συνεισφέρεις στη γνώση της ανθρωπότητας για τον φυσικό κόσμο. Ο άλλος, πιο προσωπικός, είναι ότι επιζητείς την επιδοκιμασία των συναδέλφων σου. Απλά και καθαρά.»
Ο Ραλφ Άλφερ είχε πει στον γιο του Βίκτορ το 1980, όταν ο δεύτερος επιζητούσε μεταπτυχιακές σπουδές, ότι η «επιδοκιμασία» από τον οποιονδήποτε ΔΕΝ ήταν λόγος για την επιδίωξή τους, ούτε για την επιδίωξη μιας σταδιοδρομίας που απαιτεί προχωρημένες εντατικές μελέτες. Εκείνο που χρειάζεται, είπε στον γιο του, είναι ότι «πρέπει να απολαμβάνεις και να βρίσκεις ικανοποίηση στη δουλειά που κάνεις την κάθε ημέρα, γιατί δεν θα δέχεσαι συχνά ανταμοιβές ή φιλικά χτυπήματα στην πλάτη». Μέχρι τότε ο Ραλφ είχε δεχθεί μόνο τρία βραβεία για την κοσμολογική του έρευνα, όλα μετά την ηλικία των 50 ετών.