В Вашингтоне. Энергия и эволюция звёзд (1934—1946)

После отъезда из СССР Гамов работал то в Радиевом институте в Париже, то в Кембриджском университете, то в Институте Бора в Копенгагене, но никто не хотел предложить ему постоянное место.
Наконец, в 1934 году начали появляться предложения из Америки.
Сначала Эрнест Лоуренс попробовал устроить Гамова в Калифорнийский университет в Беркли, однако эта попытка сорвалась из-за финансовых проблем.
Вскоре по протекции известного физика Мерла Тьюва он был приглашён на должность профессора в столичный Университет Джорджа Вашингтона, где начал работать с осени 1934 года.
Сразу же Гамов инициировал проведение в Вашингтоне ежегодных конференций, на которые собирались крупнейшие физики мира. Другим его важным решением было приглашение в качестве ближайшего сотрудника своего старого знакомого ещё по копенгагенским временам Эдварда Теллера (как образно выражался Гамов, «чтобы было с кем поговорить о теоретической физике»).

Сотрудничество с Теллером оказалось весьма плодотворным. В 1936 году им удалось обобщить теорию бета-распада Ферми, сформулировав правила отбора и введя представление о «переходах Гамова — Теллера» (переходы с изменением спина ядра).
В это время он начал более активно интересоваться связью между ядерными процессами и источником энергии звёзд: первые подходы (Ф. Хоутерманс и Р. Аткинсон) к решению этой проблемы появились в 1930 году под влиянием именно гамовской работы по туннельному эффекту при альфа-распаде. В конце 1930-х годов уже самому Гамову (совместно с Теллером) удалось улучшить понимание вопроса об энергии звёзд, учтя последние достижения ядерной физики. Эти исследования оказали сильное влияние на открытие Хансом Бете углеродно-азотного цикла в 1938 году.
В 1937—1940 годах Гамов построил первую последовательную теорию эволюции звёзд с термоядерным источником энергии. В 1940—1941 годах вместе со своим учеником Марио Шенбергом он изучил роль нейтрино в катастрофических процессах, происходящих при вспышках новых и сверхновых звёзд (так называемое нейтринное охлаждение).
В 1942 году совместно с Теллером он предложил теорию строения красных гигантов, предположив наличие у них устойчивого ядра и оболочки, в которой происходят термоядерные реакции.

В 1941 году Теллер покинул университет и стал участником проекта по созданию атомной бомбы, однако Гамова к этим работам не привлекли по «соображениям безопасности». Он участвовал в решении второстепенных проблем, став консультантом Военно-морского ведомства.
Тем не менее, по утверждению П. А. Судоплатова, спецслужбам СССР удалось привлечь Гамова и его жену к сотрудничеству и использовать его широкие связи с ведущими американскими физиками, которые могли обсуждать с ним возможности создания атомной бомбы. В ходе этой деятельности он сблизился в Альбертом Эйнштейном (таким же «непривлечённым»), общение с которым заставило его вспомнить своего учителя Фридмана и обратило его внимание к вопросам космологии. Лишь летом 1948 года Гамов получил от военных соответствующий допуск и смог принять участие в создании водородной бомбы под руководством Теллера.

«Большой Взрыв» и генетический код (1946—1956)

В 1946 году Гамов активно включился в работу в области космологии, предложив модель «горячей Вселенной» (уточнение теории «Большого Взрыва»). Её основаниями стали представления о расширении Вселенной, данные о современной распространённости элементов (особенно о соотношении водорода и гелия) и оценки возраста Вселенной, который в те годы считался примерно равным возрасту Земли. Исходя из большого значения энтропии ранней Вселенной, в 1948 году Гамов совместно со своими учениками Ральфом Альфером и Робертом Херманом разработал теорию образования химических элементов путём последовательного нейтронного захвата (нуклеосинтез). В рамках этой теории было предсказано существование фонового микроволнового (реликтового) излучения и дана оценка его современной температуры (в диапазоне 1—10 К).

Теория Гамова и его сотрудников не привлекла большого внимания физиков (особенно экспериментаторов) и фактически оставалась долгое время незамеченной. Одной из причин этого было то, что рассуждения о ранней Вселенной в то время считались чисто умозрительными. Более того, концепция «горячей Вселенной» представлялась не самой вероятной: серьёзную конкуренцию ей составляли модель «холодной Вселенной» (Яков Зельдович и сотрудники) и теория стационарной Вселенной Фреда Хойла и соавторов.

Поэтому открытие в 1965 году Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном реликтового излучения (Нобелевская премия 1978 года) произошло во многом случайно. Тем не менее заслуги Гамова и его учеников получили широкое признание коллег. По словам Стивена Вайнберга,

Гамов, Альфер и Херман заслуживают колоссального уважения помимо всего прочего за то, что они серьёзно захотели воспринять раннюю Вселенную и исследовали то, что должны сказать известные физические законы о первых трёх минутах

В 1954 году, через год после открытия двуспиральной структуры молекул ДНК, Гамов неожиданно внёс существенный вклад в становление новой дисциплины — молекулярной биологии, впервые поставив проблему генетического кода. Он понял, что структура основных строительных блоков клетки — белков, состоящих из 20 основных (природных) аминокислот, — должна быть зашифрована в последовательности из четырёх возможных нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК. Исходя из простых арифметических соображений, Гамов показал, что «при сочетании 4 нуклеотидов тройками получаются 64 (43) различные комбинации, чего вполне достаточно для „записи наследственной информации“», и выразил надежду, что «кто-нибудь из более молодых учёных доживёт до его [генетического кода] расшифровки». Таким образом, он был первым, кто предположил кодирование аминокислотных остатков триплетами нуклеотидов.

Впоследствии Гамов предложил конкретную схему реализации генетического кода: сборка белка происходит непосредственно на молекуле ДНК, причём каждая аминокислота помещается в ромбической выемке между четырьмя нуклеотидами, по два от каждой из комплементарных цепей. Хотя такой ромб состоит из четырёх нуклеотидов и, следовательно, число сочетаний равно 256, из-за ограничений, связанных с водородными связями нуклеотидных остатков, возможными оказываются как раз 20 вариантов таких ромбов.
Эта схема, получившая название «бубнового кода», предполагает корреляцию между последовательными аминокислотными остатками, так как два нуклеотида всегда входят в два соседних ромба (перекрывающийся код). Дальнейшие исследования показали, что эта модель Гамова не согласуется с опытными данными.

Предположение о триплетном кодировании информации в молекуле ДНК было подтверждено в 1961 году экспериментами Фрэнсиса Крика и сотрудников, а к 1967 году генетический код был окончательно расшифрован.
В октябре 1968 года Роберту Холли, Хару Коране и Маршаллу Ниренбергу была присуждена Нобелевская премия за эту работу.

Юрий Казаков   23.01.2019 10:15   Заявить о нарушении

Так что совершенно точно,
- америкосы не допустили Гамова к разработке атомной бомбы...

Юрий Казаков   23.01.2019 10:19   Заявить о нарушении

Гамов-популяризатор. Последние годы (1956—1968)
Могила Георгия Гамова в Боулдере, Колорадо

В середине 1950-х годов Гамов развёлся с Любовью Вохминцевой и женился на Барбаре Перкинс. В 1956 году он переехал в Боулдер, где занял должность профессора Колорадского университета.
В том же году Гамов получил от ЮНЕСКО премию Калинга за популяризацию науки.
Первые шаги в этой области Гамов совершил зимой 1938 года, когда написал короткий фантастический рассказ о приключениях банковского клерка мистера Томпкинса в мире теории относительности.
Поскольку ни один журнал не заинтересовался и не пожелал опубликовать его, Гамов решил больше не возвращаться к этому своему сочинению. Летом того же года на конференции в Варшаве он упомянул об этой неудаче в разговоре с кембриджским физиком Чарльзом Дарвином, внуком знаменитого естествоиспытателя, и тот посоветовал ему отослать рассказ в журнал «Discovery», который издавался в Кембриджском университете под редакцией Чарльза Сноу.
Тот согласился напечатать рассказ и предложил написать ещё несколько.
Цикл рассказов, объединённый под заголовком «Мистер Томпкинс в стране чудес», был издан отдельной книгой в 1940 году и выдержал множество изданий почти на всех европейских языках.
Успех этой книги побудил Гамова написать несколько продолжений приключений мистера Томпкинса (в том числе в мире квантовой механики и молекулярной биологии), а также ряд других научно-популярных книг по физике и астрофизике.
Он также являлся автором около десятка статей в известном журнале «Scientific American».

В последние годы Гамов тяжело страдал от нарушений сердечно-сосудистой системы, перенёс несколько операций. Находясь в больнице, он заразился и переболел гепатитом.
Гамов умер в Боулдере 19 августа 1968 года, там же находится его могила, на кладбище Green Mountain Cemetery. Одно из высоких зданий, построенных на территории Колорадского университета, носит название «Башня Гамова».
В 1990 году он был посмертно восстановлен в звании члена-корреспондента АН СССР.

Юрий Казаков   23.01.2019 10:24   Заявить о нарушении

Спасибо за столь обширное уточнение.
Но меня настораживает вклад Гамова в космологию, точнее связка Эйнштейн - Фридман - Гамов. Фридман восхищался математикой теории относительности и предложил гипотезу нестационарной Вселенной - пространство может расширяться. Но материя тоже занимает пространство, значит атомы, звёзды, галактики тоже должны расширяться. Значит эффекта Доплера не должно быть, но красное смещение спектров есть. Основное доказательство расширения Вселенной очень сомнительное. Но это противоречие даже не обсуждается.

Михаил Близнецов   23.01.2019 11:26   Заявить о нарушении

Увы, я не настолько компетентен, чтобы что-то по этому поводу могу высказать конкретно...
Физикой и философией всегда интересовался, но знаю эти науки не настолько, чтобы обсуждать такие фундаментальные проблемы, сначала хочется понять, о чем же именно, собственно говоря, - идёт речь.

Юрий Казаков   23.01.2019 11:34   Заявить о нарушении