Arthur Stanley Eddington
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Sir Arthur Stanley Eddington, (1882. december 28. – 1944. november 22.) huszadik század eleji asztrofizikus volt. A luminozitás egy természetes határát az ő tiszteletére nevezték el Eddington-határnak.
A relativitáselmélettel kapcsolatos munkája miatt híres. Eddington írt egy cikket 1919-ben, a „Jelentés a gravitáció relativitás elméletéről” címmel, amely megismertette az angol nyelvű világgal Einstein elméletét az általános relativitáselméletről. Az első világháború miatt a német tudomány fejleményei kevéssé voltak ismertek Angliában.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Életrajz
[szerkesztés] Korai évei
Eddington Kendalban, Angliában született, kvéker szülők fiaként. Apja, Arthur Henry Eddington, egy kvéker tanítóképzőben tanított Lancashire-ben mielőtt Kendalba költözött, hogy igazgatója lehessen a Stramongate Iskolának. Apja az Angliában 1884-ben végigsöprő tífuszban hunyt el. Anyja, Sarah Ann Stout, Darlingonból származik és szintén kvéker származású. Amikor apja meghalt, anyjuk egyedül nevelte Arthurt és nővérét viszonylag kis jövedelméből. A család Weston-super-Mare ba költözött, ahol Arthur először otthon tanulhatott, majd 3 évet járt egy előkészítő iskolába.
1893-ban Arthur belépett a Brymelyn iskolába. Remek tanulónak bizonyult, matematikában és angol irodalomban jeleskedett. Tanulmányi eredményei 60 fontnyi ösztöndíjhoz jutattatták 1898-ban, és így bekerülhetett az Owens Főiskolába Manchesterben, miután betöltötte 16. életévét ugyanabban az évben. Az első évet szakirány nélkül töltötte, majd a fizika felé fordult az elkövetkezendő három évben. Eddingtonra jelentős hatással volt egyik matematikatanára, Horace Lamb. Az iskolával jól haladt, így még több ösztöndíj pályázatot is megnyert, melyek segítségével 1902-ben kiváló minősítéssel B.Sc. diplomát szerzett.
Az Owens-i teljesítményei alapján 75 fontos ösztöndíjat ítéltek neki a Trinity College-ban, Cambridge-ben, ahova 1903-ban iratkozott be. MSc diplomával végzett 1905-ben, és belépett a Cavendish Laboratóriumba, ahol a termikus emissziót tanulmányozta. Ez nem ment neki túl jól, ezért a matematika felé fordult, de azt se tudta élvezni igazán.
[szerkesztés] Csillagászat
Az egyetem elhagyása után 1905-ben Eddington vezető asszisztensi munkát kapott a Greenwich Királyi Obszervatórium királyi csillagásza mellett. Az Eros kisbolygó parallaxis fényképlemezeinek részletes elemzésén munkálkodott, amely 1900-ban kezdődött. Egy új statisztikai módszert dolgozott ki két háttércsillag látszólagos elmozdulása alapján, amely megnyerte neki a Smith’s díjat 1907-ben.
A díj egy Trinity College-beli tanári ösztöndíjat is hozott. 1912 decemberében Charles Darwin fiána,k George Darwinnak a hirtelen halála által megüresedett helyre léptették elő a csillagászat és a „kísérleti filozófia” professzorává 1913 elején. Később ugyanabban az évben Eddington lett az egész Cambridge-i Obszervatórium vezetője a rákövetkező évre. Röviddel ezután a Royal Society tagjává választották.
Az első világháború során Eddington-t be akarták sorozni katonai szolgálatra, de mivel a kvéker vallási felekezet tagja volt és pacifista is volt, megtagadta a szolgálatot. Mint öntudatos szolgálatmegtagadó alternatív szolgálatot kért. Tudóstársai nyomására végül felmentették a katonai szolgálat alól, a tudományos szerepe miatt.
A háború után Eddington az Afrikához közeli Príncipe szigetre utazott, hogy az 1919. május 29-ei napfogyatkozást megfigyelhesse. A napfogyatkozás során képeket készített a Nap körüli csillagokról. Az általános relativitáselmélet szerint a naphoz közel látszó csillagok képei kissé más irányban látszanak, mivel a fényüket a nap gravitációs tere elhajlítja. Ez a hatás csak napfogyatkozáskor észlelhető, hisz egyébként a nap fénye kivehetetlenné teszi a csillagokat. A newtoni gravitáció csak fele akkora elhajlást jósolt meg, mint a relativitás elmélete.
Eddington megfigyelései igazolták Einstein elméletét, és a relativitáselmélet végérvényes bizonyítékaként ünnepelték a newtoni modell felett; a hírt világszerte nagy eseményként közölték.
Egyébként ez egy legenda forrása is, miszerint csak három ember érti a relativitáselméletet. Amikor egy riportban volt erről szó, ő viccesen ezt kérdezte: „Ó, és akkor ki a harmadik?”
Mindezek ellenére, újkeletű vizsgálatok az esettel kapcsolatban kimutatták, hogy a nyers adatai nem voltak kielégítőek következetes bizonyítéknak, és hogy önkényesen választotta ki azokat.
Eddington a csillagok belsejét is vizsgálta elméleti úton, így kifejlesztve az első igazi értelmezést a csillagbeli folyamatokra. A csillagokat sugárzó gáz egyensúlyaként modellezte, eszerint a csillagot saját gravitációjának vonzása és a benne levő gázok nyomásának kifelé ható nyomása tartja egyensúlyban. Említendő még, hogy a csillagokban lévő nagy hőmérsékletek miatt az atomok majdnem teljesen csak ionként fordulnak elő. Elmélete szerint a csillagok anyaga ideális gáznak tekinthető, így a matematikai modellezés sokkal egyszerűbb.
Ezekkel a feltételezésekkel megmutatta, hogy a csillagok belsejének hőmérséklete több millió fokos. Felfedezte a csillagok tömeg–fényesség összefüggését, és kiszámítva a hidrogén mennyiségét, egy elméletet vetett fel, amely megmagyarázza a Cepheida típusú változócsillagok pulzálását.
1920-ban Eddington – F. W. Ashton precíz atomtömeg mérései alapján – felvetette, hogy a csillagok energiájukat hidrogén és hélium fúziójából nyerik. Ez volt az első feltevés, miszerint magfúzióból merítenek energiát a csillagok. Ezzel később James Jean hosszasan vitatkozott. Később, 1938-ban és 1939-ben Hans Bethe bevezette a fúzióelméletét, melynek során a fenti folyamat természetesnek tűnt, és a vita megszűnt.
Ebben az időszakban Eddington a relativitást oktatta, és híres volt azon képességéről, hogy tudományos és laikus fogalmakkal is el tudta magyarázni az összefüggéseket. Sokat ezek közül 1923-ban összegyűjtött A relativitás matematikai elmélete című könyvben, amelyről Albert Einstein úgy nyilatkozott, hogy ez a legkiválóbb bemutatása a témának.
[szerkesztés] Alapvető elmélet
Az 1920-as években, haláláig, figyelmét az általa „alapvető elméletnek” nevezett terület kötötte le, amelyet a kvantumelmélet, a relativitáselmélet és a gravitáció egyesített elméletének szánt. Kezdetekben hagyományos területeken dolgozott, de később egyre jobban fordult az alapvető konstansok dimenziótlan arányának számtani elemzése felé. A munkája egyre inkább „öregesnek” tűnt, így kései éveiben amolyan számkivetett lett tudományos körökben.
Az alapvető megközelítése abból állt, hogy több alapvető konstanst kombinált abból a célból, hogy egy dimenzió nélküli számot állítson elő. Gyakran ez akár 1040-hez közei számokat eredményezett, vagy azok négyzet- illetve köbgyökét. Meg volt róla győződve, hogy a proton tömege és az elektron töltése alapvető és természetes alapkövek voltak az univerzum megalkotásakor, és hogy értékük nem véletlenszerű. A későbbi kvantummechanika felfedezői közül P. A. M. Dirac szintén ezt a vonalat követte, amely a Dirac-féle nagy számok hipotéziseként vált ismertté.
Az elmélete védelmében elhangzott egyik kijelentés magában foglalta a finom struktúra konstanst, az alfát (α). Abban az időben 1/136-hoz nagyon közelinek mérték, és ő azt bizonygatta, hogy annak pontosan 1/136-nak kellene lennie több okból is. Később a mérések sokkal közelebb helyezték 1/137-hez, és ekkor megváltoztatva eszmefuttatását, azt bizonygatta, hogy pontosan 1/137-nek kell lennie az Eddington-számnak. Innentől kezdve a legtöbb tudós nem vette túl komolyan. A változó jelenlegi értékét 1/137,03599911-hez közelinek mérték.
1944-beli halála előtt nem fejezte be munkáját, könyvét halála után Alapvető elmélet címen adták ki 1946-ban.
Meglehetősen szerencsétlen módon erősen ellenezte az indiai tudós Subrahmanyan Chandrasekhar elméletét a csillagok fehér törpe állapotbeli maximális tömegéről, amelynél nagyobb tömeg esetén a csillag magába omlik és neutroncsillag, fekete lyuk (vagy kvarkcsillag) lesz belőle. Chandrasekhar számítása beigazolódott, 1983-ban el is nyerte vele a Nobel-díjat.
[szerkesztés] Kitüntetések
Díjak
- Bruce Medal (1924)
- Henry Draper Medal (1924)
- Gold Medal of the Royal Astronomical Society (1924)
- Royal Medal of the Royal Society (1928)
- Knighted (1930)
- Order of Merit (1938)
Róla nevezték el
- Eddington-kráter a Holdon
- 2761 Eddington kisbolygó
- Royal Astronomical Society Eddington-medálja
[szerkesztés] Íróként
Eddington kiváló tudományos ismeretterjesztő volt, sok könyvet írt a laikusoknak. Szintén neki tudják be a végtelen majom elméletet 1929-es idézete után, miszerint „ha egy hadseregnyi majom kalimpálna írógépeken, akkor előbb utóbb megírnák a British Museum minden könyvét”. (az anekdota "...megírnák Shakespeare összes művét" változatban is ismert).
[szerkesztés] Eddington könyvei
- 1914. Stellar Movements and the Structure of the Universe. London, Macmillan.
- 1920. Space, Time and Gravitation: An Outline of the General Relativity Theory. Cambridge University Press. ISBN 0521337097
- 1923, 1952. The Mathematical Theory of Relativity. Cambridge University Press.
- 1926. Stars and Atoms. Oxford, British Association.
- 1926. The Internal Constitution of Stars. Cambridge University Press. ISBN 0521337089
- 1928. Fundamental Theory. Cambridge University Press.
- 1929. Science and the Unseen World. Macmillan. ISBN 0849514266
- 19nn. The Expanding Universe: Astronomy's 'Great Debate', 1900–1931. Cambridge University Press. ISBN 0521349761
- 1928, 1948. The Nature of the Physical World. MacMillan. ISBN 0841438854
- 1935. New Pathways in Science. Cambridge University Press.
- 1936. Relativity Theory of Protons and Electrons. Cambridge Univ. Press.
- 1939. Philosophy of Physical Science. Cambridge University Press. ISBN 0758120540
- 19nn. The Domain of Physical Science.
- 1946. Fundamental Theory. Cambridge University Press.


Based on work by