Яков Зельдович

Яков Борисович Зельдович (8 марта 1914, Минск — 2 декабря 1987, Москва) — советский физик-теоретик, физикохимик и астрофизик. Академик Академии наук СССР (1958; член-корреспондент 1946), трижды Герой Социалистического Труда (1949, 1953, 1957). Лауреат Ленинской премии (1957), четырёх Сталинских премий (1943, 1949, 1951, 1953) и Государственной премии СССР (1983). Внёс фундаментальный вклад в теорию горения, детонации, ядерную физику, физику элементарных частиц, релятивистскую астрофизику и космологию. Один из создателей советского атомного и термоядерного оружия.

Биография

Ранние годы и образование

Яков Зельдович родился в Минске в семье адвоката Бориса Наумовича Зельдовича и Анны Павловны Кивилиович. В 1914 году семья переехала в Петроград. В 1931 году, не имея законченного среднего образования (окончил только четыре класса школы), он поступил лаборантом в Институт химической физики АН СССР (ИХФ) в Ленинграде. Самостоятельно изучив высшую математику и теоретическую физику, Зельдович уже в 1934 году был зачислен в аспирантуру ИХФ, а в 1936 году защитил кандидатскую диссертацию по адсорбции и катализу.

Научная деятельность в ИХФ (1931–1946)

В предвоенные годы Зельдович совместно с Ю. Б. Харитоном выполнил цикл работ по теории горения и детонации. В 1939–1940 годах он совместно с Харитоном и А. С. Компанейцем создал теорию распространения пламени, основанную на представлении о теплопроводности и диффузии активных центров. В 1941 году Зельдович защитил докторскую диссертацию по теории горения. В годы Великой Отечественной войны его работы по теории детонации и горения порохов имели оборонное значение.

Участие в Атомном проекте (1946–1963)

В 1946 году Зельдович был переведён в Лабораторию № 2 АН СССР (ныне Курчатовский институт) для участия в советском атомном проекте. Под руководством И. В. Курчатова и Я. Б. Харитона он занимался теоретическими расчётами цепной ядерной реакции и разработкой конструкции атомной бомбы. В 1949 году за успешное испытание первой советской атомной бомбы (РДС-1) Зельдович был удостоен звания Героя Социалистического Труда и Сталинской премии I степени. В 1953 году за создание первой водородной бомбы (РДС-6с) он получил вторую «Золотую Звезду» Героя. В 1957 году за разработку новых типов ядерных зарядов ему была присуждена Ленинская премия.

Работа в Институте прикладной математики и астрофизика (1963–1987)

В 1963 году Зельдович перешёл в Институт прикладной математики АН СССР (ИПМ), где сосредоточился на проблемах астрофизики и космологии. В 1965 году он совместно с И. Д. Новиковым выдвинул гипотезу о существовании чёрных дыр в двойных звёздных системах и разработал теорию их аккреции. В 1970-х годах Зельдович совместно с Р. А. Сюняевым (эффект Сюняева — Зельдовича) предсказал искажение спектра реликтового излучения при его рассеянии на горячем газе скоплений галактик. В 1980-е годы он занимался теорией крупномасштабной структуры Вселенной, предложив сценарий образования галактик из возмущений плотности тёмной материи.

Научные достижения

Физическая химия и теория горения

Зельдович является одним из основоположников современной теории горения и детонации. Он разработал:

• Теорию распространения ламинарного пламени (совместно с Д. А. Франк-Каменецким), учитывающую цепной характер реакций окисления.
• Теорию детонации (совместно с А. С. Компанейцем), в которой впервые было показано, что детонационная волна представляет собой ударную волну, подкреплённую экзотермической реакцией в её фронте (модель Зельдовича — Неймана — Дёринга).
• Теорию теплового взрыва (совместно с Н. Н. Семёновым), описывающую условия возникновения самовоспламенения.

Ядерная физика и физика элементарных частиц

В 1940-х годах Зельдович совместно с Ю. Б. Харитоном выполнил расчёты цепной реакции деления урана, показав возможность её практической реализации. В 1950-х годах он занимался теорией ядерных реакторов и термоядерного синтеза. В 1960-х годах совместно с С. С. Герштейном предсказал существование резонансных состояний в системе пион-нуклон. В 1970-х годах Зельдович развил теорию бета-распада нейтрона и предсказал существование «нейтронных звёзд» как источников пульсаров.

Релятивистская астрофизика и космология

Зельдович внёс определяющий вклад в становление релятивистской астрофизики в СССР. Его основные достижения:

• Теория аккреции на чёрные дыры (1964). Совместно с И. Д. Новиковым он показал, что при падении вещества на чёрную дыру выделяется гравитационная энергия, которая может быть источником излучения квазаров и активных ядер галактик.
• Эффект Сюняева — Зельдовича (1972). Предсказание, что горячий газ в скоплениях галактик рассеивает фотоны реликтового излучения, изменяя его спектр. Этот эффект используется для измерения расстояний до скоплений и определения параметров тёмной энергии.
• Теория крупномасштабной структуры Вселенной (1970–1980-е). Зельдович разработал сценарий образования галактик и их скоплений из первичных возмущений плотности тёмной материи. Он ввёл понятие «блинов Зельдовича» — плоских сгущений материи, из которых формируются сверхскопления галактик.
• Космологическая постоянная и тёмная энергия (1968). Зельдович первым высказал идею, что вакуум может обладать ненулевой энергией, которая проявляется как космологическая постоянная в уравнениях Эйнштейна.

Награды и звания

• Герой Социалистического Труда (1949, 1953, 1957).
• Ленинская премия (1957) — за разработку новых типов ядерных зарядов.
• Сталинские премии (1943, 1949, 1951, 1953) — за работы по теории горения, атомному и термоядерному оружию.
• Государственная премия СССР (1983) — за цикл работ по релятивистской астрофизике.
• Золотая медаль имени И. В. Курчатова (1977) — за выдающиеся достижения в области ядерной физики.
• Медаль имени Д. И. Менделеева (1977) — за работы по физической химии.
• Иностранный член Лондонского королевского общества (1979), Национальной академии наук США (1979), Академии наук ГДР (1980).

Память

• Имя Я. Б. Зельдовича носит Институт прикладной математики РАН (с 1998 года).
• В 1990 году Международный астрономический союз присвоил имя Зельдовича кратеру на обратной стороне Луны.
• В 2014 году, к 100-летию со дня рождения, была выпущена почтовая марка России, посвящённая Зельдовичу.
• В честь Зельдовича назван астероид (2862) Zeldovich, открытый в 1987 году.
• Учреждена премия имени Я. Б. Зельдовича, присуждаемая Российской академией наук за выдающиеся работы в области астрофизики и космологии.

Интересные факты

• Зельдович не имел формального высшего образования — он был «самоучкой», что не помешало ему стать академиком и одним из ведущих физиков XX века.
• Он был известен своей феноменальной памятью и способностью к устным математическим расчётам.
• Зельдович был одним из немногих учёных, кто работал в трёх различных областях физики (химическая, ядерная, астрофизика) и в каждой из них добился результатов мирового уровня.
• Его учениками были многие выдающиеся физики, в том числе Р. А. Сюняев, И. Д. Новиков, А. Д. Долгов, В. Н. Грибов.

Источники

• Зельдович Я. Б. Избранные труды. В 3 т. — М.: Наука, 1984–1985.
• Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Релятивистская астрофизика. — М.: Наука, 1967.
• Зельдович Я. Б., Сюняев Р. А. Эффект Сюняева — Зельдовича // Астрономический журнал. — 1972. — Т. 49. — С. 542.
• Харитон Ю. Б., Адамский В. Б., Смирнов Ю. Н. Яков Борисович Зельдович (к 80-летию со дня рождения) // Успехи физических наук. — 1994. — Т. 164, № 3. — С. 321–328.
• Герштейн С. С. Яков Борисович Зельдович: физик-теоретик, физикохимик, астрофизик // Природа. — 1994. — № 3. — С. 62–72.