Τζορτζ Γκάμοφ

Ο Τζορτζ Γκάμοφ (Георгий Антонович Гамов, 4 Μαρτίου 1904 - 19 Αυγούστου 1968), γεννημένος ως Γκεόργκι Αντόνοβιτς Γκάμοφ, ήταν ουκρανικής καταγωγής φυσικός, κοσμολόγος και συγγραφέας, ένας από τους σημαντικότερους του εικοστού αιώνα. Το σπουδαιότερο επίτευγμά του στη φυσική ήταν η ανακάλυψη του κβαντικού φαινομένου σήραγγας. Ερεύνησε ποικιλία θεμάτων, όπως τη ραδιενεργό διάσπαση του πυρήνα του ατόμου, την αστρική εξέλιξη, την πυρηνοσύνθεση στους αστέρες και στη Μεγάλη Έκρηξη, και τη γενετική.

Η ζωή του
Ο Γκάμοφ γεννήθηκε στην κωμόπολη Φόρμπεν, προάστιο της Οδησσού στην Ουκρανία, που ήταν τότε μέρος της Ρωσικής Αυτοκρατορίας. Ο πατέρας του δίδασκε σε γυμνάσιο. Ο Γκεόργκι σπούδασε στο Πανεπιστήμιο Νοβορασίγια της Οδησσού (1922–1923) και στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρουπόλεως (1923–1929). Δάσκαλός του στο δεύτερο υπήρξε, μεταξύ άλλων, ο Αλεξάντρ Φρίντμαν μέχρι το θάνατό του το 1925.

Μετά την αποφοίτησή του, ο Γκάμοφ μελέτησε την κβαντική θεωρία στο Γκέτινγκεν, όπου η έρευνά του για τον πυρήνα του ατόμου ήταν το θέμα της διδακτορικής του διατριβής. Στη συνέχεια εργάσθηκε στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, από το 1928 ως το 1931, με ένα μικρό μεσοδιάστημα συνεργασίας με τον Έρνεστ Ράδερφορντ στο Κέμπριτζ. Συνέχισε να μελετά τον ατομικό πυρήνα και πρότεινε το μοντέλο της υγρής σταγόνας, αλλά ερεύνησε και θέματα αστροφυσικής με τον Ρόμπερτ Άτκινσον και τον Φριτς Χούτερμανς.

Το 1928 ο Γκάμοφ ολοκλήρωσε τη θεωρία του για τη διάσπαση άλφα των ατομικών πυρήνων, που την ερμήνευσε ορθά με το κβαντικό φαινόμενο σήραγγας, ενώ το πρόβλημα είναι άλυτο με βάση τις γνώσεις της κλασικής φυσικής. Εξήγαγε μία σχέση ανάμεσα στο χρόνο ημιζωής του πυρήνα και την ενέργεια του εκπεμπόμενου σωματιδίου άλφα.

Επιστρέφοντας στη Σοβιετική Ένωση ο Γκάμοφ παντρεύτηκε τη Λ. Βοχμίνζεβα και εργάσθηκε σε διαφορετικά ιδρύματα της ΕΣΣΔ πριν αποφασίσει να διαφύγει στο εξωτερικό με τη σύζυγό του. Οι πρώτες δύο σχετικές τους απόπειρες, το 1932, απέτυχαν εξαιτίας των κακών καιρικών συνθηκών. Το 1933 ωστόσο ο Γκάμοφ κατόρθωσε να πάρει άδεια για τον ίδιο και τη σύζυγό του (αφού και εκείνη ήταν φυσικός) προκειμένου να παρακολουθήσει το Συνέδριο Φυσικής Solvay στις Βρυξέλλες. Το παρακολούθησαν και μετά διέφυγαν στο εξωτερικό. Το 1934 εγκαταστάθηκαν στις ΗΠΑ, και ο Γκάμοφ άρχισε να εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Τζορτζ Ουάσινγκτον, όπου συνεργάσθηκε με τους Έντουαρντ Τέλερ και Ραλφ Άλφερ. Ο Γκάμοφ έγινε Αμερικανός πολίτης το 1940 ως George Gamow. Παρέμεινε στο ίδιο πανεπιστήμιο ως το 1954 και μετά εργάσθηκε στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ (1954) και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο (1956–1968). Απεβίωσε στο Boulder του Κολοράντο σε ηλικία 64 ετών.

Εργασία στην Κοσμολογία
Ο Γκάμοφ συνέγραψε μία σημαντική ερευνητική εργασία στην Κοσμογονία με τον φοιτητή του Ραλφ Άλφερ, υπό τον τίτλο Η προέλευση των χημικών στοιχείων (Physical Review, Απρίλιος 1948). Η θεωρία της εργασίας έγινε γνωστή ως «Θεωρία Alpher-Bethe-Gamow ή Α-Β-Γ (ο Gamow είχε προσθέσει το όνομα του φυσικού Χανς Μπέτε, που δεν είχε συνεισφέρει, για να λογοπαίξει με τα τρία πρώτα γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου).

Κατά την εργασία αυτή, οι σημερινές περιεκτικότητες του σύμπαντος σε υδρογόνο και ήλιο (που είναι μαζί πάνω από 99%) μπορούσαν να εξηγηθούν με βάση αντιδράσεις που συνέβησαν σε μία αρχική έκρηξη κατά τη δημιουργία του σύμπαντος, πράγμα που παρείχε θεωρητική υποστήριξη στη θεωρία του της Μεγάλης Έκρηξης (big bang), μολονότι δεν εξηγούσε την παρουσία των άλλων στοιχείων (αυτό έγινε αργότερα από τον Φρεντ Χόυλ).

Στην ίδια εργασία ο Γκάμοφ εκτίμησε την ένταση της εναπομείνασας από την αρχική έκρηξη ακτινοβολίας (ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων). Προέβλεψε σωστά πως ο απόηχος αυτός της Μεγάλης Αρχικής Εκρήξεως θα είχε ψυχθεί μετά από δισεκατομμύρια έτη, γεμίζοντας τον χώρο του σύμπαντος με μία ακτινοβολία μικροκυμάτων σε αντίστοιχη θερμοκρασία 5 βαθμών K. Οι αστρονόμοι και οι φυσικοί δεν επεχείρησαν να ανιχνεύσουν αυτή την ακτινοβολία εκείνη την εποχή, εξαιτίας τόσο ελλείψεως ενδιαφέροντος όσο και απειρίας στην παρατήρηση μικροκυμάτων. Μόλις το 1964 οι Άρνο Πενζίας και Ρόμπερτ Γουίλσον την ανακάλυψαν τυχαία (και πήραν το βραβείο Νόμπελ στη φυσική το 1978). Η θερμοκρασία που αντιστοιχούσε στα μικροκύματα αυτά βρέθηκε τελικά ίση με 2,7 K, κατά 2,3 βαθμούς χαμηλότερη από την πρόβλεψη του Γκάμοφ.

Το DNA και ο φυσικός
Μετά την ανακάλυψη της δομής του DNA, ο Γκάμοφ αντιλήφθηκε ότι η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων σχημάτιζε ένα κώδικα και συνεισέφερε έτσι σημαντικά στο πρόβλημα του πώς η σειρά των 4 βάσεων στις αλυσίδες του DNA θα μπορούσε να ελέγχει την πρωτεϊνοσύνθεση. Πρότεινε ότι βραχείες αλληλουχίες των βάσεων μπορούσαν να σχηματίσουν κώδικα ικανό να φέρει την απαραίτητη πληροφορία για τη σύνθεση πρωτεϊνών από αμινοξέα.

Ο συγγραφέας Γκάμοφ
Πέρα και πάνω από την ερευνητική του προσφορά, ο Γκάμοφ υπήρξε πολύ επιτυχημένος επιστημονικός συγγραφέας και εκλαϊκευτής της επιστήμης, με αρκετά βιβλία του να επανεκδίδονται ακόμα. Μετέδιδε το στοιχείο του συναρπαστικού που ενείχαν η επανάσταση στη φυσική και άλλα ενδιαφέροντα επιστημονικά θέματα στον κοινό μέσο αναγνώστη. Σχεδίαζε ο ίδιος την εικονογράφηση των βιβλίων του, που συμπλήρωνε αρμονικά το κείμενο, διατηρώντας έτσι τον απόλυτο έλεγχο. Το 1956, τιμήθηκε με το βραβείο Kalinga από την UNESCO για το έργο του στην εκλαΐκευση των Φυσικών Επιστημών. Σημαντικότερα τέτοια βιβλία του θεωρούνται η σειρά του «Κυρίου Τόμπκιν» (1939–1967), που έχει μεταφρασθεί και στα ελληνικά, το One Two Three ... Infinity, κ.ά. (αλλά βλ. και τον κατάλογο παρακάτω).

Ο Γκάμοφ δούλευε ένα σύγγραμμα με τίτλο Βασικές Θεωρίες στη Σύγχρονη Φυσική, με τον Ρίτσαρντ Μπλέιντ, αλλά δεν πρόλαβε να το ολοκληρώσει πριν τον θάνατό του. Μία αυτοβιογραφία του (Η κοσμική μου γραμμή: Μια ανεπίσημη αυτοβιογραφία) εκδόθηκε μεταθανάτια, το 1970.

Άλλες πληροφορίες
Ο Γκάμοφ ήταν μία επιβλητική μορφή, αφού είχε ύψος 1,90 μ. και ζύγιζε 102 κιλά, ωστόσο ήταν γνωστός για την παιχνιδιάρικη αίσθηση του χιούμορ που διέθετε. Κάποτε χαρακτηρίσθηκε ως «ο μόνος επιστήμονας στην Αμερική με αληθινή αίσθηση του χιούμορ» από έναν ρεπόρτερ του Γιουνάιτεντ Πρες.

Τα βιβλία του

Εκλαϊκευτικά
The Birth and Death of the Sun (1940)
The Biography of the Earth (1941)
One, Two, Three...Infinity (1947), Viking Press & Dover Publications, ISBN 0-486-25664-2, αφιερωμένο στον γιο του Ιγκόρ. Το βιβλίο περνά από τα Μαθηματικά στη Βιολογία μέσα από τη Φυσική, την Κρυσταλλογραφία, και πολλά άλλα.
The Moon (1953)
Puzzle-Math (1958)
Biography of Physics (1961)
Gravity (1962) Dover Publications, ISBN 0-486-42563-0. Σκιαγραφούνται και οι Γαλιλαίος, Νεύτωνας και Αϊνστάιν
A Planet Called Earth (1963) 
A Star Called the Sun (1964) 
Thirty Years That Shook Physics: The Story of Quantum Theory, 1966, Dover Publications, ISBN 0-486-24895-X.  Με δικά το σχέδια και παλαιές φωτογραφίες ο Gamow δίνει μία «εκ των έσω» περιγραφή της αναπτύξεως της Κβαντικής Θεωρίας. Έχοντας συνεργασθεί με τους Νιλς Μπορ και Έρνεστ Ράδερφορντ, αναλύει τη θεωρία, αλλά και παρέχει «ιδιωτικής» φύσεως φωτογραφίες του Έντουαρντ Τέλερ πάνω σε σκι, του Μπορ πάνω στη μοτοσικλέτα του, του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ να κολυμπά και του Ενρίκο Φέρμι να παίζει τένις. Ο επίλογος είναι ουσιαστικά ένα θεατρικό έργο (επίσης εικονογραφημένο) της ιστορίας της Ατομικής Φυσικής με τους επιστήμονες σε ρόλους του Φάουστ του Γκαίτε.
My World Line: An Informal Autobiography (1970) Viking Press, ISBN 0-670-50376-2

Σειρά του "Mr. Tompkins"
Mr. Tompkins in Wonderland (1940), πρώτη δημοσίευση σε συνέχειες στο βρετανικό περιοδικό Discovery το 1938  
Mr. Tompkins Explores the Atom (1945)
Mr. Tompkins Learns the Facts of Life (1953), για τη Βιολογία
Mr. Tompkins in Paperback (1965), συνδυάζει τα 2 πρώτα. Cambridge University Press, 1993 Canto edition. Περιέχει και μουσικό «σκορ» ("The Cosmic Opera").
Mr. Tompkins Inside Himself (1967), μία γραμμένη εξαρχής εκδοχή του Mr. Tompkins Learns the Facts of Life, δίνει μία ευρύτερη εικόνα της Βιολογίας με τις πρόσφατες τότε ανακαλύψεις της Μοριακής Βιολογίας. Το έγραψε μαζί με τον M. Ycas.

Πανεπιστημιακού επιπέδου συγγράμματα
The Constitution of Atomic Nuclei and Radioactivity (1931) 
Structure of Atomic Nuclei and Nuclear Transformations (1937) 
Atomic Energy in Cosmic and Human Life (1947) 
Theory of Atomic Nucleus and Nuclear Energy Sources (1949), μαζί με τον C.L. Critchfield
The Creation of the Universe (1952) 
Matter, Earth and Sky (1958) 
Physics: Foundations & Frontiers (1960)  μαζί με τον John M. Cleveland
The Atom and its Nucleus (1961)
Mr. Tompkins Gets Serious: The Essential George Gamow (2005) Pi Press, ISBN 0-13-187291-5. Ενσωματώνει υλικό από τα Matter, Earth, and Sky και The Atom and Its Nucleus. ΔΕΝ αποτελεί μέρος της σειράς με τον κ. Tompkins και ΔΕΝ είναι εκλαϊκευτικό.

Ονομάσθηκαν προς τιμή του
 Ο αστεροειδής 12448 Mr. Tompkins (από τον κ. Τόμπκινς, τον ήρωα των βιβλίων του)
 Οι «δίδυμοι πύργοι» Gamow Towers, τα δύο υψηλότερα κτίσματα στο κυρίως κάμπους του Πανεπιστημίου του Κολοράντο στο Boulder.

Παραπομπές

Πηγές
 Gamow, George: My World Line: An Informal Autobiography, Viking Press (1970), ISBN 0-670-50376-2

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
 Σειρά διαλέξεων στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο
 Σύντομη βιογραφία
 "Η Μεγάλη `Εκρηξη και ο γενετικός κώδικας" ~ Nature  (30 March 2000)
 DNA: «Ερασιτέχνης» συνεισφέρει στην έρευνα
 "A Respectable Scientist" ~ Signal + Noise : All Models Are False, Some Are Useful (28 November 2003)
 Βιβλία του Γκάμοφ
 Πλήρης Βιβλιογραφία

Σοβιετικοί συγγραφείς
Ρώσοι συγγραφείς
Σοβιετικοί φυσικοί
Κοσμολόγοι