Шварцшильд, Карл

В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Шварцшильд.

Карл Шварцшильд
Karl Schwarzschild
Дата рождения:	9 октября 1873(1873-10-09)
Место рождения:	Франкфурт-на-Майне
Дата смерти:	11 мая 1916(1916-05-11) (42 года)
Место смерти:	Потсдам
Страна:	Германия
Научная сфера:	астрономия, физика
Альма-матер:	Страсбургский университет Мюнхенский университет
Научный руководитель:	Хуго фон Зеелигер
Известен как:	Получил первые точные решения полевых уравнений общей теории относительности со сферической симметрией

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

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

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.
   • • Скан оригинальной статьи
     • Текст статьи на немецком языке в Wikisource.
     • Перевод на английский язык.
     • Комментарий к статье с более простым выводом уравнений.
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.). Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 6 сентября 2010.

Источники

• 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.