카를 슈바르츠실트

Karl Schwarzschild
카를 슈바르츠실트
Karl schwarzschild.portrait.jpg
태어난(1873-10-09) 1873년 10월 9일
죽은1916년 5월 11일 (1916-05-11) (42세)[1]: xix
포츠담, 독일 제국
국적.독일의
모교뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학교 스트라스부르 대학교
과학 경력
필드물리
천문학
박사 어드바이저휴고 폰 실리거
영향받은마르틴 슈바르츠실트
군 경력
얼리전스 독일 제국
서비스/브런치독일 제국 육군
근속 연수1914–1916
순위대위.
전투/전투제1차 세계 대전
서명
Karl Schwarzschild signature.png

슈바르츠실트(독일어: (kall, 1873년 10월 9일 ~ 1916년 5월 11일)는 독일의 물리학자이자 천문학자이다.

슈바르츠실트는 아인슈타인이 일반상대성이론을 처음 도입한 해인 1915년에 달성한 단일 구면 비회전 질량의 제한적인 경우에 대한 아인슈타인 장 방정식최초의 정확한 해답을 제공했습니다.슈바르츠실트 좌표슈바르츠실트 지표를 이용슈바르츠실트 해는 비회전 블랙홀사건 지평선 크기인 슈바르츠실트 반지름을 도출한다.

슈바르츠실트는 제1차 세계대전 당시 독일군에 복무하던 중 러시아 [2][3]전선에서 발병한 자가면역병 펨피거스로 이듬해 사망했다.다양한 형태의 질병이 특히 아슈케나지 유대인 [4][5][6]출신 사람들에게 영향을 미친다.

소행성 837 슈바르츠실다는 저편에 있는 큰 [7]분화구 슈바르츠실다와 마찬가지로 그의 이름을 따서 붙여졌다.

인생

칼 슈바르츠실트는 1873년 10월 9일 프랑크푸르트 마인에서 유대인 부모 사이에서 6남 1녀 [8][9]중 장남으로 태어났다.그의 아버지는 도시의 사업 공동체에서 활동했고, 가족은 16세기 [10]이후 프랑크푸르트에 조상을 두었다.그 가족은 프랑크푸르트에 두 개의 직물 가게를 가지고 있었다.의 형 알프레드는 [11]화가가 되었다.어린 슈바르츠실트는 11살까지[12] 유대인 초등학교를 다녔고 그 후 레싱-김나스움을 다녔다.그는 라틴어, 고대 그리스어, 음악, 미술 등의 과목을 포함한 포괄적인 교육을 받았지만, 일찍부터 [13]천문학에 특별한 관심을 갖게 되었다.사실, 그는 [14]16세 이전에 2진 궤도에 관한 두 개의 논문을 발표한, 일종의 신동이었다.

1890년 졸업 후 그는 천문학을 공부하기 위해 스트라스부르 대학에 입학했다.2년 후 그는 뮌헨의 루드비히 막시밀리안 대학으로 전학하여 앙리 푸앵카레의 이론에 대한 연구를 위해 1896년에 박사 학위를 취득하였다.

1897년부터, 그는 비엔나의 쿠프너 천문대에서 보조로 일했다.그의 연구는 성단의 측광에 초점을 맞추어 별빛의 강도, 노출 시간, 그리고 그에 따른 대조도를 사진 판에 연결하는 공식의 기초를 다졌다.그 이론의 필수적인 부분은 슈바르츠실트 지수이다.1899년 그는 뮌헨으로 돌아와 하빌리테이션을 마쳤다.

1901년부터 1909년까지 그는 괴팅겐 [15]대학 내에 있는 유명한 괴팅겐 천문대의 교수로 있었으며, 그곳에서 다비드 힐베르트와 헤르만 민코프스키를 포함한 몇몇 중요한 인물들과 함께 일할 기회가 있었다.슈바르츠실트는 천문대의 관장이 되었다.그는 1909년 프리드리히 뵐러의 증손녀이자 괴팅겐 외과 교수의 딸인 엘세 로젠바흐와 결혼했다.그 해 말, 그들은 포츠담으로 이사했고, 그는 그곳에서 천체물리 관측소의 소장으로 취임했다.이것은 [citation needed]그 당시 독일에서 천문학자가 할 수 있는 가장 권위 있는 직책이었다.

카를 슈바르츠실트 묘지 (괴팅겐)

1912년부터 슈바르츠실트는 프러시아 과학 아카데미의 회원이었다.

1914년 제1차 세계대전이 발발했을 때 슈바르츠실트는 40세가 넘었음에도 불구하고 독일군에 자원 입대했다.그는 서부전선과 동부전선에서 복무했으며, 특히 탄도 계산을 돕고 [8]포병 소위로 승진했다.

1915년 러시아 전선에서 복무하는 동안 그는 희귀하고 고통스러운 자가면역성 [16]피부질환인 펨피거스를 앓기 시작했다.그럼에도 불구하고, 그는 상대성 이론양자 이론에 관한 세 개의 뛰어난 논문을 썼다.상대성에 관한 그의 논문은 아인슈타인 장 방정식에 대한 최초의 정확한 해답을 만들어 냈고, 이러한 결과의 약간의 수정은 현재 그의 이름을 가진 잘 알려진 [17]해법인 슈바르츠실트 측정법을 제공한다.

1916년 3월 슈바르츠실트는 병으로 군 복무를 마치고 괴팅겐으로 돌아왔다.두 달 후인 1916년 5월 11일, 펨피거스와 싸우다 42세의 나이로 [16]사망했을지도 모른다.

그는 슈타트프리드호프 괴팅겐에 있는 가족 무덤에 안치되어 있다.

아내 엘세와의 사이에 세 아이가 있었어요

  • 아가테 손튼(1910-2006)은 1933년 영국으로 이민을 갔다.1946년에 그녀는 뉴질랜드로 이주하여 [18]더네딘에 있는 오타고 대학의 클래식 교수가 되었다.
  • 마틴 슈바르츠실트(1912-1997)는 프린스턴 [19]대학의 천문학 교수가 되었다.
  • 알프레드 슈바르츠실트(1914-1944)는 나치 독일에 남아 [20]홀로코스트 기간에 살해당했다.

일하다.

그 이후로 수천 개의 논문, 논문, 그리고 책들이 아인슈타인 장 방정식에 대한 슈바르츠실트의 해답을 연구하는데 전념해 왔다.하지만, 그의 가장 잘 알려진 연구는 일반 상대성 이론의 영역에 있지만, 그의 연구는 천체 역학, 관측별 측광학, 양자 역학, 기구 천문학, 항성 구조, 항성 통계학,[21] 핼리 혜성, 분광학 등의 연구를 포함하여 매우 광범위했다.

그의 특별한 업적들 중 몇 가지는 기하학적 이상에 대한 섭동적 조사를 통한 가변성 측정, 사진술, 광학계의 개선을 포함한다.

사진 물리학

1897년 비엔나에 있는 동안, 슈바르츠실트는 사진 재료의 광학 밀도를 계산하기 위해 현재 슈바르츠실트 법칙으로 알려진 공식을 개발했습니다.여기에는 현재 슈바르츠실트 지수(shwarzschild expertive)로 알려진 지수가 포함되었습니다. 이 지수는 공식에서 p p입니다.

(서 i i는 노출 사진 에멀젼의 광학 밀도이며, 이는 관찰되는 소스 인 II과 노출 인 t t의 함수이며, p는 상수입니다).이 공식은 희미한 천문원의 강도를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하는데 중요했다.

전기역학

볼프강 파울리(상대성이론)에 따르면, 슈바르츠실트는 전자기장의 올바른 라그랑주 형식주의를 도입한 첫 번째 사람이다.

서 E , {\ 전기 및 인가 자기장, {\ 벡터 전위, {\ 전위입니다.

그는 또한 입자의 세계선만을 기반으로 한 전기역학('거리에서의 작용' 또는 '입자간 직접 작용'이라고도 함)의 전계자유변형 공식을 도입했다.

파티클의 세계선, (\{\alpha는 세계선을 따른 (벡터럴) 호 원소입니다.2개의 월드 라인상의 2개의 점이 (광선으로 연결된) 밍코우스키안 거리가 제로인 경우에만 라그랑지안(결합)에 기여합니다.따라서 ( i j )(\ \(\ P_\right \이 아이디어는 1920년대 테트로이드와 포커, 1940년대 휠러와 파인만에 의해 더욱 개발되었으며 전기역학의 대체/등가적 공식을 구성한다.

상대성 이론

일반상대성이론의 케플러 문제 슈바르츠실트 측정법이용한

아인슈타인 본인은 현장 방정식이 정확한 해답을 인정한다는 것을 알게 되어 기뻤다. 왜냐하면 그 표면적인 복잡성 때문이고, 그 자신이 근사적인 [17]해법만을 만들어냈기 때문이다.아인슈타인의 대략적인 해답은 수성 근일점의 진전에 대한 그의 유명한 1915년 기사에서 제시되었다.거기서 아인슈타인은 직사각형 좌표를 사용하여 구대칭, 비회전, 비전하 질량 주위의 중력장을 근사했다.이와는 대조적으로 슈바르츠실트는 보다 우아한 "극성" 좌표계를 선택했고 그가 러시아 전선에 주둔하고 있는 동안 1915년 12월 22일 아인슈타인에게 쓴 편지에서 그가 처음으로 쓴 정확한 해답을 도출할 수 있었다.그는 편지를 끝맺으며 이렇게 썼다: "보셨듯이, 전쟁은 제가 모든 것에서 벗어나 당신의 [27]생각의 땅을 걸을 수 있게 해주었습니다."1916년 아인슈타인은 슈바르츠실트에게 이 결과에 대해 편지를 썼다.

저는 당신의 논문을 매우 흥미롭게 읽었습니다.이렇게 간단한 방법으로 문제의 정확한 해결책을 도출할 수 있으리라고는 예상하지 못했다.그 주제에 대한 당신의 수학적인 설명은 매우 마음에 들었습니다.다음 주 목요일에 아카데미에 몇 마디 설명과 함께 작품을 발표하겠습니다.

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슈바르츠실트 내외용액의 경계 영역

슈바르츠실트의 두 번째 논문은 현재 "내부 슈바르츠실트 해"로 알려진 것을 제공하는 것으로 반지름 r=R의 껍질 안에서 균질하고 등방성 분포된 분자의 구내에서 유효하다.이는 고체, 비압축성 유체, 준등방성 가열 가스로 간주되는 태양과 별, 그리고 모든 균질 및 등방성 분포 가스에 적용된다.

슈바르츠실트의 첫 번째 (구대칭) 는 현재 그의 이름을 딴 표면에 좌표 특이점포함하지 않습니다.그의 좌표에서 이 특이점은 슈바르츠실트 반지름이라고 불리는 특정 반지름의 점의 구에 있다.

여기서 G는 중력 상수, M은 중심 물체의 질량, c는 진공에서의 [28]빛의 속도이다.중심체의 반지름이 슈바르츠실트 반지름보다 작을 경우, s R_})는 모든 거대한 물체, 심지어 광자가 중심체에 떨어질 수밖에 없는 반지름을 나타낸다(경계 부근의 양자 터널링 효과 무시).이 중심 물체의 질량 밀도가 특정 한계를 초과하면, 그것은 중력 붕괴를 유발하며, 만약 구면 대칭과 함께 발생한다면 슈바르츠실트 블랙홀로 알려진 것을 생성한다.예를 들어 중성자별의 질량이 톨만-오펜하이머-볼코프 한계(태양 질량 약 3개)를 초과할 때 발생한다.

문화 레퍼런스

칼 슈바르츠실트는 코니 윌리스의 공상과학 단편 소설 "슈바르츠실트 반지름"(1987)에 주인공으로 등장한다.

슈바르츠실트의 고양이는 고양이들의 크기와 귀여움을 비교한 XKCD.com의 만화이다.

칼 슈바르츠차일드는 벤자민 라바투트가 쓴 소설 "우리가 세상을 이해하는 것을 멈출 때" (2020)의 등장인물로 등장한다.

작동하다

카를 슈바르츠실트의 과학유산은 니더 작센 국립괴팅겐 대학 도서관의 특별 소장품에 보관되어 있습니다.

상대성 이론
기타 서류
영어 번역

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 인드라누 수엔드로의 칼 슈바르츠실트 전기, 아브라함 젤마노프 저널, 2008년 제1권.
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외부 링크