Arthur Stanley Eddington

Arthur Stanley Eddington
Personlig informasjon
Navn på engelsk Sir Arthur Stanley Eddington
Fødsel 28. desember 1882 Kendal ( Storbritannia )
Død Død 22. november 1944 ( 61 år gammel) Cambridge (Storbritannia)
Grav Kristi Himmelfarts kirkegård
Nasjonalitet britisk
Familie
Fedre Arthur Henry Eddington Sarah Ann Shout
utdanning
utdannet i
doktorgradsveileder Alfred North Whitehead , E. T. Whittaker og Ernest Barnes
Profesjonell informasjon
Yrke Astronom , astrofysiker, filosof og fysiker
Område Astrofysikk
Stillinger inneholdt Professor
Arbeidsgiver
doktorgradsstudenter Subrahmanyan Chandrasekhar , Cecilia Helena Payne-Gaposchkin , Hermann Bondi og Leslie Comrie
Bemerkelsesverdige verk
Medlem av

Arthur Stanley Eddington OM ( Storbritannia :  /ˈɑːθə ˈstænli ˈedɪŋtən/ ; Kendal , Westmorland - dagens Cumbria - , England , 28. desember 1882 - Cambridge , 22. november 1944 ) var en velkjent astrofysiker og en velkjent astrofysiker og en britisk astrofysiker . av det 20. århundre. Eddington -grensen, den naturlige grensen for lysstyrken som kan utstråles ved akkresjon til en kompakt gjenstand, ble oppkalt etter ham.

Han er kjent for sitt arbeid knyttet til relativitetsteorien . I 1919 skrev han en artikkel med tittelen Report on the relativity theory of gravitation , som brakte Albert Einsteins relativitetsteori til den angelsaksiske verden. På grunn av første verdenskrig var tyske vitenskapelige fremskritt ikke allment kjent i Storbritannia .

Han viste at energien inne i stjerner ble transportert ved stråling og konveksjon. Disse verkene ble reflektert i boken The Internal Constitution of the Stars (1926).

Hans begynnelse og tro

Faren hans, Arthur Henry Eddington, hadde vært Quaker -skolelærer i Lancashire før han flyttet til Kendal, hvor han var rektor ved Stramongate School . Han døde av tyfusepidemien som skyllet over England i 1884. Hans mor, Sarah Ann Stout, selv fra en Quaker-familie, ble etter ektemannens død alene om å ta seg av Arthur og hans eldre søstre, med relativt lite penger. Familien flyttet til Weston-super-Mare , hvor Arthur ble utdannet hjemme før han gikk på en privat barneskole i tre år.

I 1893 gikk Arthur inn på Brymelyn School. Han viste seg å være en strålende student, og utmerket seg spesielt i matematikk og engelsk litteratur . Dette førte til et stipend på £ 60 i 1898, slik at han kunne gå til Owens College i Manchester når han var 16. Hans første kurs hadde en generell orientering, men de neste tre fokuserte på fysikk. Mattelæreren hans, Horace Lamb , hadde stor innflytelse på ham. Fremgangen hans fortsatte å være rask, og vant flere stipender og lot ham uteksaminere seg med en B.Sc. ( Bachelor in Science , britisk universitetsgrad), med førsteklasses omtale, i 1902.

Etter denne forestillingen på Owens, ble han tildelt et stipend på £75 til Trinity College , Cambridge University , i 1903. Han tok en MA i 1905, og gikk inn i Cavendish Laboratory for å forske på termionisk utslipp . Her gjorde han det ikke så bra, så han gikk tilbake til matte, selv om han heller ikke virket fornøyd.

Etter å ha studert fysikk og astronomi ved University of Manchester og Trinity College, Cambridge (og etter å ha tilbrakt en kort periode ved Cavendish Laboratory), ble han utnevnt til assistent ved Greenwich Observatory ; senere (1913) ble han direktør for Cambridge Observatory, en stilling som han ble i hele livet. Kveker og veldig reservert (han bodde alltid sammen med sin mor eller sin søster), dedikerte han en stor del av sin karriere til populariseringen av astrofysikk, gjennom svært vellykkede konferanser og bøker. Han var en av de første fysikerne som forsvarte big bang -hypotesen , den store eksplosjonen som ga opphav til universet.

Blant hans viktigste verk er de som er relatert til stjernenes bevegelse, indre struktur og utvikling, beskrevet i hans verk med tittelen The internal constitution of the stars (1916). Han viste for første gang betydningen av effekten av strålingstrykk på den indre balansen til en stjerne, der gravitasjonskraften måtte kompenseres med frastøtningskreftene som utøves av trykket fra gassene og selve strålingstrykket. Han uttalte forholdet mellom stjernemasse og lysstyrke, noe som gjorde det mulig å beregne massen til stjerner.

Astronomi

Eddington hjalp til med å teste teorien om generell relativitet eksperimentelt ved å observere skiftet i relativ posisjon til en stjerne under en total solformørkelse. Etter at han forlot universitetet i 1905, var Eddingtons første faste jobb som sjefassistent for Royal Astronomer (British Astronomer Royal) ved Royal Observatory, Greenwich . Han ble betrodd den detaljerte analysen av parallaksen til asteroiden Eros på fotografiske plater, et problem som hjalp ham med å utvikle en ny statistisk metode basert på den tilsynelatende forskyvningen av to fjerne stjerner, som ga ham Smith-prisen i 1907.

Den prisen gjorde ham velkommen som stipendiat ved Trinity College. I desember 1912 døde George Darwin , sønn av Charles Darwin , plutselig, og Eddington ble forfremmet til Plumian Chair of Astronomy and Experimental Philosophy i 1913. Etter Robert Balls død , ble Eddington utnevnt til direktør for Cambridge Observatory året etter. Han ble valgt til stipendiat i Royal Society like etter.

Under første verdenskrig ble Eddington kalt opp, men som kveker og pasifist nektet han å tjene i hæren. Som innsiger ba han om å bli tildelt alternativ plikt, og hans vitenskapelige venner tok til orde for at han skulle fritas fra militærtjeneste på grunn av hans betydning for vitenskapen.

Etter krigen reiste Eddington til Principe Island , nær Afrika, for å observere solformørkelsen 29. mai 1919 . Under formørkelsen fotograferte han stjernene som dukket opp rundt Solen I følge Theory of General Relativity , skulle stjernene som skulle vises nær Solen være litt forskjøvet, fordi lyset deres bøyes av Solens gravitasjonsfelt. Denne effekten kan bare observeres under en formørkelse, ellers gjør solens lysstyrke stjernene usynlige for det menneskelige øyet.

Eddingtons observasjoner bekreftet Einsteins teori, og ble på den tiden tatt som bevis på gyldigheten av generell relativitet [ 1 ] mot den delvis foreldede newtonske mekanikken. Nyheten ble rapportert av mange aviser på forsiden. Da Eddington ble fortalt at det ifølge Einstein bare var tre mennesker i verden som forsto relativitetsteorien, svarte han på spøk: "Å, og hvem er den tredje personen?"

Selv om, på grunn av vanskelighetene med å gjennomføre eksperimentet under de tøffe forholdene og teknologien som var tilgjengelig på den tiden, ble nøyaktigheten av Eddington-dataene en tid stilt spørsmål ved som et eksempel på " bekreftelsesskjevhet ", har moderne analyser bekreftet nøyaktigheten på nytt. [ 2 ]

Eddington undersøkte også det indre av stjerner teoretisk, og utviklet den første metoden for å forstå stjerneprosesser. I sin modell betraktet han stjerner som gassfærer i strålings- og hydrostatisk likevekt, fordi trykket til gassen mot utsiden (på grunn av dens temperatur) kompenserer for kraften som tyngdekraften utøver mot innsiden. Han utledet at gitt de høye indre temperaturene som kreves, ville atomene i stjernematerialet i hovedsak være fullstendig ionisert , og derfor burde materialet oppføre seg som en ideell gass , og dermed forenkle beregningene.

Dermed viste han at det indre av stjerner må være på millioner av grader. Han oppdaget også forholdet mellom masse og lysstyrke for hovedsekvensstjerner , beregnet forekomsten av hydrogen og laget en teori for å forklare lysstyrkeendringen til Cepheid-variabler .

I 1920, basert på FW Astons nøyaktige måling av atomvekter , var han den første som antydet at stjerner henter sin energi fra kjernefysisk fusjon av hydrogen og helium . Selv om denne teorien først var kontroversiell, endte diskusjonen da Hans Bethe utviklet fusjonsteorien mellom 1938 og 1939.

I løpet av denne tiden underviste Eddington i relativitetsteori ved universitetet, og ble berømt for sin evne til å forklare konsepter både i vitenskapelige termer og for allmennheten. Hans bok Mathematical Theory of Relativity [ 3 ] publisert i 1923 er, ifølge Albert Einstein selv , den beste introduksjonen til emnet på ethvert språk.

Einstein holdt alltid Eddingtons synspunkter høyt aktet, og det er grunnen til at Eddingtons publisering i 1930 av demonstrasjonen av at det statiske universet for generell relativitet med kosmologisk konstant var ustabilt [ 4 ] overbeviste Einstein fullt ut om å forlate den kosmologiske konstanten og akseptere utvidelsen av universet, mer på grunn av denne demonstrasjonen (husk at Einstein var en teoretiker), enn på Hubbles observasjoner av nedgangen i galakser. [ 5 ] Gorge Gamow ville si mange år senere at han hadde hørt Einstein si at «den kosmologiske konstanten hadde vært den største feilen i livet hans»

Eddington hadde en lang konflikt med den indiske forskeren S. Chandrasekhar om massegrensen opp til som en stjerne kan utvikle seg til en hvit dverg , og utenfor hvilken stjernen må kollapse til en nøytronstjerne eller et svart hull . Den grensen, kjent i dag som Chandrasekhar- grensen, har senere blitt bevist riktig, og den forskeren mottok Nobelprisen i fysikk i 1983.

Eddington var hovedmentor for Georges Lemaître og bidro til formidlingen av forskningen hans.

Grunnleggende teori

I løpet av 1920-årene, og frem til sin død, konsentrerte Eddington seg om det han kalte "fundamental teori", som han påstod å være en forening av kvantemekanikk , relativitetsteori og gravitasjon . Dette selskapet ble også utført av Einstein selv, men i begge tilfeller uten hell. Faktisk fortsetter denne foreningen å være et av de største spørsmålene i moderne fysikk.

Eddingtons tilnærming til forening fokuserte på å kombinere flere grunnleggende konstanter for å produsere et dimensjonsløst tall. Ettersom han alltid kom til tall nær massen til protonet eller ladningen til elektronet, trodde han at disse måtte være grunnlaget for universets konstruksjon, og at verdiene deres ikke var tilfeldige. Den berømte kvantefysikeren Paul Dirac forfulgte også en lignende forskningslinje (kjent som Dirac Large Numbers Hypothesis), med et stort numerologisk fokus. Finstrukturkonstanten samsvarte imidlertid ikke med Eddingtons beregninger (det såkalte Eddington-tallet ), noe som gjorde at resten av det vitenskapelige miljøet sluttet å gi så mye oppmerksomhet til det.

Eddington mente at han hadde funnet et algebraisk grunnlag for Fundamental Physics, som har likhet med de algebraiske forestillingene som finnes bak moderne forsøk på en Grand Unification Theory .

Eddington hadde ikke tid til å fullføre den forskningslinjen før hans død, og boken hans, Fundamental Theory , ble utgitt posthumt i 1946. Eddington døde i Cambridge, England, i 1944.

Han holdt Gifford-forelesningene i 1926-1927 under tittelen The Nature of the Physical World .

Priser

Eponymi

Bøker skrevet av Eddington

Referanser

  1. ^ "En bestemmelse av avbøyningen av lys av solens gravitasjonsfelt, fra observasjoner gjort ved solformørkelsen 29. mai 1919" . Hentet 28. mai 2018 . 
  2. ↑ Kennefick, Daniel (1. mars 2009). "Test relativitet fra 1919-formørkelsen - et spørsmål om skjevhet" . Fysikk i dag 62 (3): 37-42. ISSN  0031-9228 . doi : 10.1063/1.3099578 . Hentet 21. august 2017 . 
  3. ^ "Den matematiske relativitetsteorien" . Hentet 28. mai 2018 . 
  4. ^ "Om ustabiliteten til Einsteins sfæriske verden" . Hentet 28. mai 2018 . 
  5. ^ "Einsteins konvertering fra hans statiske til et ekspanderende univers" . Hentet 28. mai 2018 . 
  6. ^ "Nominasjonsdatabase" . www.nobelprize.org . Hentet 29. oktober 2016 . 

Bibliografi

Eksterne lenker