И сказал Бог: да будет Хойл

Во второй половине 1944 года Хойл работал над военно-морскими радарами и по долгу службы оказался в США, где воспользовался случаем и познакомился в Маунт-Вильсоновской обсерватории с одним из самых авторитетных астрономов своего времени Вальтером Бааде. От Бааде Хойл узнал, насколько плотными и горячими могут стать ядра массивных звезд на поздних стадиях жизни. Изучив эти экстремальные условия, Хойл понял, что при температурах, приближающихся к миллиарду градусов, протоны и ядра гелия могут легко переходить кулоновский барьер других ядер, а в результате ядерные реакции и взаимообмен в обе стороны может происходить так часто, что весь ансамбль частиц приходит в состояние так называемого статистического равновесия.

При ядерном статистическом равновесии ядерные реакции происходят по-прежнему, однако темпы прямых и обратных реакций становятся примерно одинаковыми, поэтому в целом соотношение количества элементов остается постоянным. Поэтому, заключил Хойл, можно при помощи мощных методов отрасли физики под названием статистическая механика оценить относительное количество разных химических элементов. Однако, чтобы произвести эти вычисления, Хойлу нужно было знать массы всех участвующих в реакциях ядер, а во время войны эта информация была ему недоступна. Хойлу пришлось ждать до весны 1945 года, и лишь тогда физик-ядерщик Отто Фриш предоставил ему таблицу масс. Хойл приступил к вычислениям – и это привело к публикации в 1946 году эпохальной статьи. В этой статье Хойл обрисовал общие черты теории формирования элементов углерода и более тяжелых элементов в недрах звезд. Его идея будоражила воображение: углерод, кислород и железо существовали не всегда (то есть не были сформированы в результате Большого взрыва). Напротив, эти атомы, необходимые для создания живой материи, были выкованы в ядерных топках звезд. Только подумайте: отдельные атомы, из которых теперь состоят двойные цепочки наших ДНК, возможно, возникли миллиарды лет назад в ядрах самых разных звезд! Вся наша Солнечная Система возникла 4,5 миллиарда лет назад из смеси ингредиентов, выпекавшихся в недрах звезд предшествующих поколений! Астроном Маргерит Бербидж, которой десять лет спустя предстояло сотрудничать с Хойлом, прекрасно описала, как слушала доклад Хойла на конференции Королевского астрономического общества в 1946 году: «Я сидела в лектории КАО в полном восторге: на моих глазах творилось чудо – поднимали покров невежества, заслонявший ослепительный свет великого открытия».

Тщательно изучив все следствия из своей зародышевой теории, Хойл с удовольствием обнаружил явный пик количества элементов, соседствующих в таблице Менделеева с железом – это вполне соответствовало данным наблюдений. Это получило название «железный пик», и по нему Хойл понял, что по крайней мере в чем-то он прав. Однако пропущенные ступеньки лестницы – отсутствие стабильных ядер с атомными массами 5 и 8 – по-прежнему пресекали все попытки выстроить подробную, а не схематическую последовательность ядерных реакций, которые могли бы создать все элементы.

Чтобы обойти проблему пропуска масс, в 1949 году Хойл решил пересмотреть возможность слияния трех атомов гелия для создания ядра углерода (которую Бете прежде отмел) и поставил эту задачу перед одним своим аспирантом. Поскольку ядра гелия известны также как альфа-частицы, эту реакцию называют тройным альфа-процессом (или тройной гелиевой реакцией). По воле случая именно этот аспирант решил бросить диссертацию, не закончив (это был единственный случай подобного рода за всю карьеру Хойла), однако официально отчисляться не стал. В Кембридже для таких случаев установлены строгие правила академического этикета: Хойл не имел права даже приблизиться к этой задаче, пока либо этот аспирант, либо какой-нибудь независимый исследователь не опубликует соответствующий результат. Впоследствии два астрофизика и в самом деле опубликовали статьи по этой теме, хотя работа одного из них осталась практически незамеченной.

В 1951 году астроном Эрнст Эпик, эстонец, почти всю жизнь проработавший в Ирландии, предположил, что в сжимающихся ядрах эволюционированных красных гигантов температура может достигать нескольких сотен миллионов градусов. Эпик утверждал, что при таких температурах большая часть гелия перегорит в углерод. Однако поскольку статья Эпика была напечатана в сравнительно малоизвестном журнале «Proceedings of the Royal Irish Academy», и астрофизики о ней по большей части не услышали.

Астрофизик Эдвин Солпитер, который тогда только начинал научную деятельность в Корнеллском университете, тоже о ней не знал. Летом 1951 года Солпитер был приглашен посетить Радиационную лабораторию Келлога в Калифорнийском технологическом институте, где неутомимый астрофизик-ядерщик Вилли Фаулер и его группа углубились в изучение ядерных реакций, которые, как считались, играли важную роль в астрофизике. Отталкиваясь от тех же идей, что и Эпик, Солпитер изучил тройной альфа-процесс в жаркой преисподней центра красных гигантов – то есть занялся именно той задачей, которую забросил аспирант Хойла. Солпитер сразу же понял, что едва ли можно ожидать, что три ядра гелия столкнутся одновременно. Однако нужно добиться, чтобы два из них держались вместе достаточно долго и дождались, когда с ними столкнется третье. Вскоре Солпитер обнаружил, что углерод может с небольшой вероятностью вырабатываться посредством двухшагового процесса. Сначала две альфа-частицы создают очень нестабильный изотоп бериллия (⁸Be), а затем бериллий захватывает третью альфа-частицу, и получается углерод. Однако здесь возникала серьезная проблема. Эксперименты показали, что именно этот изотоп бериллия распадается обратно на две альфа-частицы, и средний срок жизни у него поистине мимолетный – всего лишь около 10^–16 секунд (0,00… 1 на шестнадцатом месте после запятой). Вопрос был в том, может ли реакция при температуре свыше ста миллионов градусов Кельвина пойти так быстро, что эти эфемерные ядра бериллия все-таки успеют слиться с третьим ядром гелия, пока не распались.

Когда Хойл прочитал статью Солпитера, то первым делом страшно разозлился на самого себя за то, что выпустил из рук такие важные расчеты из-за недоразумения с аспирантом. Однако, пристально изучив весь комплекс ядерных реакций, Хойл оценил, что при условиях, которые предполагал Солпитер, весь углерод будет преобразовываться в кислород с той же скоростью, с какой он возникает, поскольку будет сливаться еще с одним ядром гелия. Вот как Хойл тридцать лет спустя описывал момент, когда ему в голову пришла эта важнейшая мысль: «“Бедняга Эд, не повезло”, – подумал я тогда [Эд Солпитер был на девять лет моложе Хойла]». Но было ли это приговором идее как таковой? Именно в таких ситуациях Хойл и проявлял свою невероятную интуицию в физике и ясность мысли. Начал он с очевидного: «Должен же ¹²C как-то синтезироваться!» Ведь углерод не просто сравнительно часто встречается во Вселенной, но и необходим для жизни. Мысленно оценив все возможные реакции, Хойл заключил: «Ничего лучше тройного альфа-процесса не придумать». Как же добиться, чтобы углерод не скатывался в кислород? По представлениям Хойла, этого можно было добиться только одним способом: «Тройной альфа-процесс должен идти гораздо быстрее, чем получается по расчетам (выделено мной. – М. Л.)». То есть бериллий и гелий должны иметь возможность сливаться до того легко и проворно, что углерод успевает производиться быстрее, чем разрушается. Что же может так сильно подхлестнуть темп синтеза углерода? Физики-ядерщики знали лишь один такой фактор – «резонансное состояние» ядра углерода. Резонансные состояния – это те значения энергии, при которых вероятность реакции достигает максимума. Хойл обнаружил, что в тех случаях, когда количество энергии ядра углерода идеально соответствует энергетическому эквиваленту суммы масс ядра бериллия и альфа-частицы (плюс кинетическая энергия движения), темп слияния бериллия с альфа-частицей существенно возрастает. То есть вероятность, что нестабильное ядро бериллия захватит ядро гелия (альфа-частицу) и образуется углерод, сильно возрастает. Однако Хойл не просто продемонстрировал, что резонанс – это хорошо. Он вычислил, при какой именно энергии ядра углерода возникает нужный эффект. Физики-ядерщики измеряют энергию в ядре единицами под названием МэВ – мегаэлектронвольт. Хойл вычислил, что для производства углерода в том количестве, в котором он встречается в космосе, нужно резонансное состояние ¹²C с энергией примерно на 7,68 МэВ больше основного состояния ядра углерода. Более того, опираясь на уже открытые свойства симметрии ядер ⁸Be и ⁴He, Хойл предсказал симметрию этого резонансного состояния (а точнее, квантово-механические свойства под названием спин и четность).

Все это, конечно, производит сильное впечатление, если не принимать в расчет одной «мелкой» проблемы: науке не было известно подобное состояние! Сама идея, что Хойл сделал невероятно точное предсказание в области ядерной физики, опираясь на данные общей астрофизики (более того, оно было гораздо точнее, чем можно было бы сделать, исходя из данных самой ядерной физики), казалась тогда сущей нелепицей, однако дерзости Хойлу было не занимать.

Был январь 1953 года, Хойл взял творческий отпуск на несколько месяцев и проводил его в Калифорнийском технологическом институте. Вооружившись предсказанием доселе неизвестного уровня энергии для ядра углерода, Хойл пошел прямиком в кабинет Вилли Фаулера в лаборатории Келлога, чтобы узнать, не может ли Фаулер и его группа проверить его предсказание экспериментально. Эта встреча вошла в легенды. Фаулер вспоминал: «Пришел какой-то смешной человечек, который считал, что мы должны бросить все важные дела и заняться этим его спрогнозированным состоянием – ну, мы его и отшили. Уходите, юноша, вы нам мешаете».

Самому Хойлу эта встреча показалась несколько более многообещающей.

«К моему удивлению, когда я объяснил, в чем трудность, Вилли не стал смеяться. Не помню, сразу он созвал ребят из Келлога [в число которых, помимо прочих, входили Уорд Уэйлинг, Уильям Венцель, Ноэль Данбар, Чарльз Барнс и Ральф Пиксли], через несколько часов или через день-два… После чего все согласились, что нужно провести новый эксперимент.»

В 2001 году во время интервью ни Уорд Уэйлинг, ни Ноэль Данбар не могли припомнить подробностей этой встречи, однако Чарльз Барнс вспомнил, что в маленьком кабинете Вилли Фаулера было не протолкнуться и что «едва Фред изложил свои идеи, как на лицах слушателей явственно отразился скепсис. Даже Вилли был настроен скептически». Что именно произошло во время этой встречи, остается неясным, однако в результате «ребята из Келллога» и в самом деле решили провести эксперимент, а группу, располагавшую самыми хорошими средствами для его проведения, возглавил Уорд Уэйлинг.

Уэйлинг, Данбар и их коллеги решили подойти к проблеме при помощи бомбардировки ядер азота (¹⁴N) дейтерием (²H). В результате этой ядерной реакции получаются ядра углерода (¹²C) и альфа-частицы (⁴He). Тщательно исследовав энергию испускаемых альфа-частиц (и помня о законе сохранения энергии), исследователи сумели, с одой стороны, зарегистрировать испускаемые частицы с высокой энергией (оставлявшие углерод в основном состоянии низкой энергии), а с другой – выявить частицы, испускаемые с низкой энергией, поскольку тогда некоторое количество энергии оставалось в ядрах углерода. Полученные результаты были совершенно недвусмысленны. Не прошло и двух не недель, как группа экспериментаторов обнаружила резонанс в углероде при 7,68 МэВ (плюс-минус 0,03 МэВ) – что поразительным образом совпадало с предсказаниями Хойла! Результаты были описаны в статье, занявшей чуть больше страницы, и начиналась она так: «Хойл объясняет первоначальное формирование элементов тяжелее гелия следующим процессом [слиянием бериллия с гелием]». А в заключение исследователи выражали благодарность Хойлу: «Мы обязаны профессору Хойлу тем, что он указал нам на большое значение подобного уровня энергии для астрофизики».

Несмотря на потрясающе точное предсказание, Хойл понимал, что не время почивать на лаврах. Чтобы углерод и в самом деле сохранялся, требовалось, чтобы ядра подчинялись еще одному важному требованию: углерод не должен иметь возможность быстро захватить четвертую альфа-частицу, которая превратила бы все в кислород. Иначе говоря, нужно убедиться, что у ядра кислорода нет резонансного состояния, которое могло бы ускорить реакцию «углерод плюс альфа-частица». И Хойл одержал окончательную и бесповоротную победу – показал, что такая резонансная реакция и в самом деле не происходит, поскольку соответствующий уровень энергии ядра кислорода примерно на один процент ниже, чем необходимый для создания резонанса.

Казалось бы, заручившись подобным козырем, Хойл должен был бы немедленно заявить миру о своем открытии. Но на самом деле прошло более полугода с момента, когда его предсказание подтвердилось, и лишь тогда Хойл выступил с кратким сообщением на конференции Американского физического общества в Альбукерке. Да и в последующие годы Хойл не придавал своему выдающемуся открытию особого значения. В 1986 году он заметил:

«В каком-то смысле это были мелочи. Но поскольку с точки зрения физиков это выглядело как необычайно успешное предсказание, оно оказало непропорционально сильное воздействие – заставило их отказаться от общепринятого тогда представления, что все элементы синтезировались в первые мгновения существования Вселенной при очень больших температурах, и смириться с более скучной мыслью, что элементы синтезируются в звездах.»

Другим, правда, не казалось, что это такие уж «мелочи». Когда неистовый Георгий Гамов решил кратко подытожить собственные представления о роли Хойла в теории формирования элементов, то выбрал для этого затейливую литературную форму и назвал свое сочинение «“Бытие” на новый лад»:

«В начале сотворил Бог излучение и илем. Илем же был безвиден и неисчислим, и нуклоны носились над бездною. И сказал Бог: да будет масса два. И стала масса два. И увидел Бог дейтерий, что он хорош. И сказал Бог: да будет масса три. И увидел Бог тритий и тральфий [так Гамов прозвал изотоп гелия ³He], что они хороши. И называл Бог число за числом, пока не дошел Он до трансурановых элементов. И увидел Бог все, что Он создал, и вот, нехорошо весьма. Так увлекся Он счетом, что позабыл объявить массу пять – и, естественно, более тяжелые элементы не могли образовываться. Бог был очень расстроен и сначала хотел сжать Вселенную обратно и начать все с начала. Но это было бы слишком просто. Посему, будучи всемогущим, Бог решил исправить ошибку Свою самым невозможным способом.

И сказал Бог: да будет Хойл. И стал Хойл. И увидел Бог Хойла… и повелел ему создавать тяжелые элементы, как только пожелает. И Хойл решил создавать тяжелые элементы в звездах и распространять их при помощи взрывов сверхновых. Но при этом он должен был подчиняться тому же закону распространенности элементов, который получился бы при нуклеосинтезе из илема, если бы Бог не забыл провозгласить массу пять. И так, с помощью Божией, создал Хойл тяжелые элементы таким способом, но был этот способ так сложен, что теперь ни Хойл, ни Бог – никто не понимает, как это получилось на самом деле.»

Обратите внимание: согласно «“Бытию” на новый лад» совершать ляпсусы случалось даже Богу!

Королевская академия наук Швеции тоже не считала, что предсказание Хойла – это «мелкие подробности». В 1997 году она решила присудить Хойлу и Солпитеру престижную премию Крафорда «за первопроходческие результаты в изучении ядерных процессов в звездах и звездной эволюции». Объявляя о своем решении, Академия отмечала: «Вероятно, главнейшее его [Хойла] достижение в этой области – это статья, где он показал, что существование углерода в природе предполагает наличие определенного возбужденного состояния ядра углерода. Впоследствии это предсказание было подтверждено экспериментально».

Вслед за статьей об уровне энергии ядра углерода Хойл опубликовал статью, где были заложены основы теории звездного нуклеосинтеза – концепции, согласно которой большинство химических элементов и их изотопов синтезируются из водорода и гелия посредством ядерных реакций в недрах массивных звезд. В этой статье, которая вышла в свет в 1954 году, Хойл объяснил, что распространенность тех или иных тяжелых элементов, которую мы наблюдаем сегодня, – это прямой результат звездной эволюции. Звезды проводят жизнь в непрерывной борьбе с гравитацией. В отсутствие противодействующих сил гравитация заставила бы любую звезду схлопнуться к центру. А «разжигая» у себя в недрах ядерные реакции, звезды создают сверхвысокие температуры, а возникающее в результате высокое давление помогает звездам сопротивляться воздействию собственного веса. Хойл писал о том, что когда кончаются все виды ядерного топлива в центре звезды (сначала водород перегорает в гелий, потом гелий в углерод, потом углерод в кислород и т. д.), гравитационное сжатие вызывает повышение температуры в недрах звезд – и тогда запускается следующая ядерная реакция. Хойл заключил, что таким образом в ходе каждого из последовательных эпизодов горения в ядре синтезируются все элементы вплоть до железа. Поскольку ядро звезды после каждого такого эпизода уменьшается в размере, звезда приобретает структуру, похожую на луковицу, где каждый слой состоит из основного продукта, если хотите, «пепла» от предыдущей ядерной реакции (илл. 21). Поскольку ядро железа стабильнее всех других, как только формируется железное ядро звезды, энергия от слияния атомных ядер в более тяжелые перестает поступать. Без источника внутреннего жара звезда не может сопротивляться гравитации, и ее ядро схлопывается – и при этом происходит мощный взрыв. Такие взрывы, так называемые взрывы сверхновых, с необычайной силой выбрасывают все «выплавленные» элементы в межзвездное пространство, где они обогащают газ, из которого формируются дальнейшие поколения звезд и планет. Температуры, которые при этом достигаются, так высоки, что элементы тяжелее железа формируются при бомбардировке звездного вещества нейтронами. Сценарий Хойла и в наши дни остается масштабной картиной, изображающей эволюцию звезд. Как ни странно, эта статья, заложившая основы теории звездного нуклеосинтеза, в свое время не привлекла особого внимания, вероятно, потому, что была напечатана в астрофизическом журнале, к тому же новом, с которым сообщество физиков-ядерщиков еще не было знакомо.

Внутренняя структура предсверхновой

Илл. 21

Стоит ли говорить, что предсказание уровня резонанса в углероде, которое сделал Хойл, произвело сильное впечатление и на Вилли Фаулера. Сотрудничество Хойла и Фаулера и семейной команды астрономов Джеффри и Маргерит Бербидж привело к появлению одной из самых известных астрофизических работ. В 1957 году вышла фундаментальная статья Бербиджа, Бербидж, Фаулера и Хойла, которую часто называют B²FH, где приводилась общая теория синтеза в звездах всех элементов тяжелее бора. Кстати, когда Джони Митчелл в своей песне «Вудсток» пела «Мы – звездная пыль», то всего-навсего излагала слушателям краткий стихотворный пересказ статьи Хойла 1954 года и статьи B²FH. Четыре исследователя, опираясь на обширные астрономические данные о распространенности тяжелых элементов в звездах и метеоритах, присовокупили к ним важнейшие ядерно-физические данные экспериментов и испытания водородной бомбы на атолле Эниветок в Тихом океане 1 ноября 1952 года и подтвердили свои теоретические расчеты. Они описали ни много ни мало восемь ядерных процессов, синтезирующих элементы в звездах, и определили разные астрофизические условия, в которых эти процессы происходят. В статье B²FH совершенно справедливо отмечено, что данные наблюдений, согласно которым «звезды сильно различаются по химическому составу», – это сильный довод в пользу теории звездного нуклеосинтеза в противоположность представлению о том, что все элементы были созданы в момент Большого взрыва.

Да, это был сильный ход. Пространная – на 108 страниц – статья начиналась с романтической нотки: двух противоречащих друг другу цитат из Шекспира о том, правят ли звезды человеческой судьбой. Первая, из «Короля Лира», гласит: «В небе звезды судьбою нашей сверху руководят» (пер. М. Кузмина), далее следует «однако, возможно» – и вторая цитата, из «Юлия Цезаря»: «Не в звездах, нет, а в нас самих ищи причину, что ничтожны мы и слабы» (пер. П. Козлова). Кончается статья призывом к наблюдателям делать все возможное, чтобы определить относительную распространенность в звездах разных изотопов, поскольку именно с их помощью можно будет проверить, верны ли различные схемы ядерных реакций. На илл. 22 приведена групповая фотография, снятая в Институте теоретической астрономии в Кембридже в 1967 году. Фред Хойл – в середине второго ряда, слева от него – Маргерит Бербидж. В середине первого ряда – Вилли Фаулер, справа от него – Джефф Бербидж.

Однако на один вопрос статья B²FH ответить не сумела. Как ни старались Хойл и его коллеги, они не сумели подтвердить, что самые легкие элементы действительно формируются внутри звезд. Дейтерий, литий, бериллий и бор были слишком нестойки, а жар в недрах звезд – так высок, что эти элементы в ходе ядерных реакций не создавались, а разрушались. Сложности возникли и с гелием, вторым по распространенности элементом в космосе. Казалось бы, это неожиданно, поскольку звезды вырабатывают гелий, и это бесспорно. Ведь слияние четырех атомов водорода в гелий, как-никак, служит главным источником энергии для большинства звезд вроде Солнца! Трудности возникли не с синтезом гелия как таковым, а с тем, чтобы синтезировать достаточное его количество. Подробные подсчеты показали, что звездный нуклеосинтез предсказывает уровень распространенности гелия в космосе всего в 1–4 %, а наблюдаемое его количество – 24 %. А значит, единственной строительной площадкой для самых легких элементов, как и предполагали Гамов и Альфер, становился Большой взрыв.

Наверное, вы заметили, что история о генезисе элементов – «история вещества», как выражался Хойл, – содержит своего рода «компромисс космического масштаба». Гамов хотел, чтобы все элементы были созданы в течение нескольких минут после Большого взрыва («на это ушло меньше времени, чем нужно, чтобы приготовить утку с жареной картошкой»). Хойл хотел, чтобы все элементы «выплавлялись» в недрах звезд, в долгом процессе звездной эволюции. Природа предпочла золотую середину: легкие элементы вроде дейтерия, гелия и лития и в самом деле синтезировались в результате Большого взрыва, однако все более тяжелые элементы, а в особенности необходимые для жизни, были изготовлены в недрах звезд.

Хойлу даже представился случай изложить свою «историю вещества» в Ватикане. За несколько месяцев до выхода в свет статьи B²FH Папская академия наук и Ватиканская обсерватория организовали в Ватикане научную конференцию о «звездных популяциях». Приглашенных было всего десятка два, и в их число вошли самые выдающиеся астрономы и астрофизики того времени. О своих результатах в области синтеза элементов докладывали и Хойл, и Фаулер, а Хойла попросили также выступить с кратким заключительным словом и подвести итоги конференции с точки зрения физики. Голландский астроном Ян Оорт сделал то же самое с точки зрения астрономии. На открытии конференции 20 мая 1957 года участники встретились с Папой Пием XII. На илл. 23 видно, как Хойл пожимает Папе руку. Справа от Хойла спиной к нам стоит Вилли Фаулер, а справа от Папы лицом к нам – Вальтер Бааде.

Как говорится, остальное – история. Экспериментальная и теоретическая программы лаборатории Келлога под деятельным руководством Вилли Фаулера сделали лабораторию центром ядерной астрофизики. Впоследствии, в 1983 году, Фаулер получил Нобелевскую премию по физике (совместно с астрофизиком Субраманьяном Чандрасекаром). Многие, в том числе и сам Фаулер, считали, что премию стоило дать и Хойлу. В 2008 году Джеффри Бербидж, один из «В» в B²FH, даже заявил: «Теорией звездного нуклеосинтеза мы обязаны исключительно Фреду Хойлу, что видно и из его статей 1946 и 1954 годов, и из нашей совместной работы B²FH. Когда мы писали B²FH, то опирались на более ранние работы Хойла».

Почему же Хойлу не дали Нобелевскую премию? На сей счет существуют разные мнения. На основании частной переписки Джефф Бербидж сделал вывод, что главной причиной подобной несправедливости стало общее мнение (Бербидж настаивал, что оно ошибочно), будто бы руководителем группы B²FH был Фаулер. Сам Хойл, судя по всему, считал, что премии ему не досталось, поскольку он критиковал Нобелевский комитет, когда тот присудил премию за открытие пульсаров Энтони Хьюишу, а не его аспирантке Джоселин Белл, которая на самом деле сделала это открытие. Другие считают, что роковую роль в том, что Хойл не получил премии, вероятно, сыграли его нетрадиционные представления о Большом взрыве, о которых мы подробно поговорим в следующей главе.

Откуда же взялось столько противоречивых взглядов? Почему, собственно, Хойл так возражал против идеи Большого взрыва?

В годы Второй Мировой войны Хойлу пришлось работать в Управлении связи при Адмиралтействе в Уитли, в графстве Сюррей. Там он подружился с двумя младшими коллегами: уроженцем Австрии еврейского происхождения Германом Бонди и Томасом Голдом, которого все называли Томми. Оба бежали в Англию от нацистов. По иронии судьбы британское правительство до назначения на службу в военно-морское ведомство в Уитли интернировало и Бонди, и Голда как подозрительных иностранцев, поскольку оба были родом из Австрии.

Вот как Голд описывал первое впечатление, которое произвел на него Хойл: «Вид у него был какой-то странный, похоже, он не слушал, когда с ним говорили, а сильный северный акцент был совершенно не к месту». Однако Голд очень быстро переменил мнение.

«Кроме того, я обнаружил, что ошибался, когда считал, будто Хойл никого не слушает. На самом деле он слушал очень внимательно и обладал весьма цепкой памятью, как мне предстояло обнаружить впоследствии: частенько он помнил мои слова куда лучше меня самого. Мне кажется, он надевал эту маску не для того, чтобы сказать «Я вас не слушаю», а для того, чтобы дать понять: «Не пытайтесь повлиять на меня, свое мнение я сформулирую сам».»

Когда эта троица – Хойл, Бонди и Голд – занимались на военной службе радарами, то в минуты досуга они говорили об астрофизике, и этот обмен мнениями после войны продолжился и перерос в сотрудничество. В 1945 году все трое вернулись в Кембридж и до 1949 года каждый день проводили по нескольку часов вместе дома у Бонди. Именно в этот период они начали задумываться о космологии – изучении наблюдаемой Вселенной в целом, как единой сущности. Королевское астрономическое общество обратилось к Бонди с просьбой написать «ноту» – так тогда называли обзорные статьи, где вкратце излагалось положение дел в обширной отрасли знаний. Хойл предложил сделать темой статьи космологию, поскольку, по его мнению, «эту тему давно уже задвигают на второй план». Чтобы подготовиться и собраться с силами перед написанием статьи, Бонди погрузился в изучение существовавшей на тот момент литературы и числе прочего прочитал масштабную статью «Релятивистская космология» физика Говарда Перси Робертсона. Хойл уже был знаком с этой статьей, но решил просмотреть ее снова, поподробнее. И Хойл, и Бонди поняли, что в этой статье энциклопедического толка довольно-таки бесстрастно описывались разные гипотезы об эволюции космоса, однако никакого мнения не предлагалось. Хойл с присущим ему нонконформизмом тут же задумался: «А все ли он [Робертсон] охватил, не упустил ли чего-нибудь? Может быть, есть и другие варианты?» Между тем Голд углубился в философские аспекты эволюции Вселенной. Все это заложило основы теории стационарной Вселенной, которая и была выдвинута в 1948 году. Как мы вскоре обнаружим, эта теория была серьезной соперницей теории Большого взрыва на протяжении более чем полувека и лишь потом стала предметом жарких и зачастую ожесточенных споров.