Шварцшильд, Карл

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Карл Шварцшильд
Karl Schwarzschild
Schwarzschild.jpg
Дата рождения:

9 октября 1873({{padleft:1873|4|0}}-{{padleft:10|2|0}}-{{padleft:9|2|0}})

Место рождения:

Франкфурт-на-Майне

Дата смерти:

11 мая 1916({{padleft:1916|4|0}}-{{padleft:5|2|0}}-{{padleft:11|2|0}}) (42 года)

Место смерти:

Потсдам

Страна:

ГерманияFlag of Germany.svg Германия

Научная сфера:

астрономия, физика

Альма-матер:
Научный руководитель:

Хуго фон Зеелигер

Известен как:

Получил первые точные решения полевых уравнений общей теории относительности со сферической симметрией

Логотип Викитеки Произведения в Викитеке

Карл Шва́рцшильд (нем. Karl Schwarzschild) (9 октября 1873, Франкфурт-на-Майне — 11 мая 1916, Потсдам) — немецкий астроном и физик. Отец германо-американского астрофизика Мартина Шварцшильда.

Биография[править | править исходный текст]

Карл Шварцшильд родился во Франкфурте-на-Майне в еврейской семье (отец: Мозес Мартин Шварцшильд, мать: Генриетта Сабел), был старшим из шести детей. В окружении, где рос Шварцшильд, поощрялось многостороннее образование с упором на музыку и искусства; Карл был первым в семье, проявившим интерес к естественным наукам. Посещал до 11-летнего возраста еврейскую начальную школу, затем Государственную гимназию им. Лессинга во Франкфурте, с этого времени проявляет интерес к астрономии, собирает карманные деньги для покупки линз и сооружения телескопа. Этот интерес поощрялся другом его отца, профессором Эпштейном, владевшим собственной любительской обсерваторией. Карл подружился с его сыном, Паулем Эпштейном, в будущем известным математиком. Уже в возрасте 16 лет, будучи гимназистом, Шварцшильд опубликовал две небольшие статьи[1] об определении орбит планет и двойных звёзд. Получив аттестат зрелости с отличием, с 1890 изучал астрономию в Страсбургском университете.

Затем в 1892 году перешёл в Мюнхенский университет, закончил его в 1896 году с большим отличием (summa cum laude), получив учёную степень доктора (тема диссертации: «К теории Пуанкаре фигур равновесия во вращающихся однородных жидких массах»[2], научный руководитель — Хуго фон Зеелигер).

С 1897 года Шварцшильд работал 2 года ассистентом в обсерватории Куффнера в Вене. Там он занимался фотометрией звёзд, разработал формулу для определения времени выдержки для астрономической фотометрии и обнаружил явление невзаимозаместимости в фотографии, позже названное его именем (эффект Шварцшильда). В 1899 году вернулся в Мюнхенский университет, где получил должность приват-доцента, защитив хабилитационную диссертацию об измерениях блеска звёзд. В 1900 г., задолго до появления общей теории относительности, Шварцшильд исследует возможность того, что пространство является неевклидовым, получив нижнее ограничение на радиус кривизны пространства 4 млн а.е. для случая эллиптической геометрии и 100 млн а.е. — для гиперболической геометрии[3]. В это время он также исследует движение пылевых частиц в хвостах комет под действием лучевого давления и выводит из наблюдений размеры этих частиц.

В 1901 Шварцшильд стал экстраординарным (через год, в возрасте 28 лет — ординарным, то есть полным) профессором в Гёттингенском университете и одновременно директором обсерватории. Там он работал с такими личностями, как Давид Гильберт и Герман Минковский. 11 июня 1909 г. избран в Королевское астрономическое общество (Лондон). Во время работы в Гёттингене Шварцшильд занимался электродинамикой и геометрической оптикой, выполнил большой обзор фотографических звёздных величин, изучал перенос излучения в звёздах и фотосфере Солнца. Участвовал в экспедиции в Алжир для наблюдения полного солнечного затмения 30 августа 1905 г.

22 октября 1909 г. Шварцшильд женится на Эльзе Розенбах, дочери профессора хирургии Гёттингенского университета. У Карла и Эльзы было трое детей — Агата, Мартин (позже профессор астрономии в Принстоне) и Альфред.

В конце 1909 года Карл Шварцшильд стал директором Астрофизической обсерватории в Потсдаме (этот пост считался наиболее престижным для астронома в Германии), а в 1912 году избран членом Прусской академии наук. Опубликовал монографию «Aktinometrie» (1 ч. — 1910, 2 ч. — 1912). В этот период он интересуется спектрометрией, исследует фотографии кометы Галлея, полученные во время её возвращения в 1910 г. Летом 1910 г. совершает поездку в США, посетив несколько американских обсерваторий. В 1914 Шварцшильд пытался (безуспешно) обнаружить предсказанное теорией относительности гравитационное красное смещение в солнечных спектрах.

В начале Первой мировой войны (1914 год) пошёл добровольцем в армию, несмотря на то, что его возраст превышал 40 лет; служил сначала в Намуре (Бельгия) на военной метеорологической станции, затем, получив чин лейтенанта, был переведён в штаб дивизии дальнобойной артиллерии, дислоцированной сначала во Франции, затем в России. Шварцшильд занимался расчётами траекторий снарядов; в 1915 направил в Академию сообщение[4] о поправках на ветер и плотность воздуха к траекториям, опубликованное лишь в 1920 г., после рассекречивания. Был награждён Железным крестом. На восточном фронте заболел аутоиммунной болезнью пузырчаткой (англ. pemphigus), в то время неизлечимой. В фронтовом госпитале в России Шварцшильд написал две статьи[5][6] по общей теории относительности и фундаментальную работу[7] по квантовой теории Бора — Зоммерфельда. В марте 1916 года Шварцшильд был комиссован, вернулся в Германию и через два месяца умер; похоронен на Центральном кладбище Гёттингена.

Его работы по теории относительности содержали первые точные решения полевых уравнений общей теории относительности со сферической симметрией — так называемое внутреннее решение Шварцшильда для невращающегося шарообразного тела из однородной жидкости[6] и внешнее решение Шварцшильда для статического пустого пространства вокруг сферически симметричного тела[5] (второе сейчас именуют обычно просто решением Шварцшильда). Решение Шварцшильда было первым точным решением уравнений Эйнштейна с классической чёрной дырой. Поэтому несколько терминов из физики чёрных дыр получили его имя, например радиус Шварцшильда, Шварцшильдовы координаты и так далее.

В честь Карла Шварцшильда в 1960 году была названа обсерватория (г. Таутенбург в 10 км от Йены; в обсерватории находится крупнейший в Германии телескоп)[8], а также открытый в 1916 г. астероид (837) Шварцшильда, кратер на Луне, улицы в Гёттингене и других городах. Германское астрономическое общество (Astronomische Gesellschaft) с 1959 г. ежегодно присуждает медаль Карла Шварцшильда, первым лауреатом которой стал его сын Мартин.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. K. Schwarzschild «Zur Bahnbestimmung nach Bruns». Astronomische Nachrichten 124 (1890) cols. 211—216; K. Schwarzschild «Methode zur Bahnbestimung der Doppelsterne». Astronomische Nachrichten 124 (1890) cols. 215—218.
  2. K. Schwarzschild «Die Poincaré’sche Theorie des Gleichgewichts einter homogenen rotierenden Flüssigkeitsmasse» Neue Annalen der K. Sternwarte in München, 3 (1898), 231—299.
  3. K. Schwarzschild «Über das zulässige Krummungsmass des Raumes» Vierteljahrsschrift der Astronomischen Gesellschaft 35 (1900) 337—347.
  4. K. Schwarzschild «Über den Einfluss von Wind und Luftdichte auf die Goschossbahn». Sitzungberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin 1920 (1920) 37-63.
  5. 1 2 K. Schwarzschild. «Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einstein’schen Theorie». Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften 1 (1916) 189—196.
  6. 1 2 K. Schwarzschild «Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit». Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften 1 (1916) 424.
  7. K. Schwarzschild «Zur Quantenhypothese». Sitzungberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin 1916 (1916) 548—568.
  8. The Observatory (англ.). Проверено 6 сентября 2010. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.

Источники[править | править исходный текст]

  • Колчинский Н. Г., Корсунь А. А., Родригес М. Г. Астрономы: Биографический справочник. Изд. 2-е, доп. и перераб. — Киев: Наукова думка, 1986. — 512 с.
  • The MacTutor History of Mathematics — Biography of Karl Schwarzschild.
  • Karl Schwarzschild. (2011). In Encyclopædia Britannica.
  • Sally H. Dieke, «Schwarzschild, Karl.» Complete Dictionary of Scientific Biography. 2008. Encyclopedia.com.