Georges Lemaître - Georges Lemaître

Tento článek je o belgickém fyzikovi a knězi. Pro kosmickou loď, viz Georges Lemaître ATV . Pro amerického lékaře viz George D. LeMaitre .

Ctihodný monsignor

Georges Lemaître

HP , spolupracovník RAS
Georges Lemaître 1930s.jpg
Lemaître ve 30. letech 20. století
narozený
Georges Henri Joseph Édouard Lemaître

( 1894-07-17 )17. července 1894
Charleroi , Belgie
Zemřel 20.června 1966 (1966-06-20)(ve věku 71)
Lovaň , Belgie
Národnost belgický
Alma mater Katolická univerzita v Louvainu
Dům sv. Edmunda, technologický institut Cambridge
Massachusetts
Známý jako Teorie rozpínání vesmíru
Teorie velkého třesku
Hubble – Lemaîtreův zákon
Lemaître – Tolmanova metrika
Lemaître souřadnice
Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker metrika
Ocenění Francqui Prize (1934)
Eddington Medal (1953)
Vědecká kariéra
Pole Kosmologie
Astrofyzika
Matematika
Instituce Katolická univerzita v Lovani
Katolická univerzita v Americe
Doktorský poradce Charles Jean de la Vallée-Poussin (Lovaň)
Další akademičtí poradci Arthur Eddington (Cambridge)
Harlow Shapley (MIT)
Církevní kariéra
Náboženství křesťanství
Kostel katolický kostel
Vysvěcen 22.září 1923
od Désiré-Joseph Mercier
Podpis
Georges Lemaitre signature.jpg
Část série na
Fyzikální kosmologie
Obraz celé oblohy odvozený z dat kosmické lodi Planck
Raný vesmír
Pozadí
Rozšíření  · Budoucnost
Komponenty  · Struktura
Komponenty
Struktura
Experimenty
Vědci
Předmětová historie

Georges Henri Joseph Édouard Lemaître ( / l ə m ɛ t r ə / lə- MET -rə ; francouzský:  [ʒɔʁʒ ləmɛːtʁ] ( poslech )O tomto zvuku , 17 července 1894 - 20 června 1966) byl belgický katolický kněz , matematik , astronom , a profesor fyziky na katolické univerzitě v Lovani . Jako první se domníval, že recesi blízkých galaxií lze vysvětlit rozpínajícím se vesmírem , což brzy poté pozorovatelsky potvrdil Edwin Hubble . On nejprve odvozeno „Hubbleův zákon“, nyní nazývá zákon Hubble-Lemaitre podle IAU a vydával první odhad konstanty Hubble v roce 1927, dva roky před HST článku. Lemaître také navrhl „ teorii velkého třesku “ o vzniku vesmíru , nazýval ji „hypotézou prvotního atomu “ a později ji nazval „počátkem světa“.

Raný život

Po klasické vzdělání při jezuitském gymnáziu, Collège du Sacré-Coeur, v Charleroi v Belgii , Lemaître začal studovat stavební inženýrství na Katolické univerzitě v Lovani ve věku 17. V roce 1914 přerušil studium sloužit jako dělostřelecký důstojník v belgické armádě po dobu první světové války . Na konci nepřátelských akcí obdržel belgický válečný kříž s dlaněmi.

Po válce studoval fyziku a matematiku a začal se připravovat na diecézní kněžství , ne na jezuity. Získal doktorát v roce 1920 za práci s názvem l'Přibližování des fonctions de plusieurs proměnné réelles ( aproximace funkcí více reálných proměnných ), které pod vedením Charlese de la Vallée-Poussin . Byl vysvěcen na kněze dne 22. září 1923 kardinál Désiré-Joseph Mercier .

V roce 1923 se stal vědeckým spolupracovníkem v astronomii na univerzitě v Cambridge , kde strávil rok v domě sv. Edmunda (nyní vysoká škola sv. Edmunda , univerzita v Cambridgi). Pracoval s Arthurem Eddingtonem , který ho seznámil s moderní kosmologií , hvězdnou astronomií a numerickou analýzou . Další rok strávil na observatoři Harvard College v Cambridgi v Massachusetts u Harlow Shapleyové , která se proslavila svou prací na mlhovinách , a na Massachusettském technologickém institutu (MIT), kde se zapsal do doktorského programu věd.

Kariéra

Millikan , Lemaître a Einstein po Lemaîtrově přednášce na California Institute of Technology v lednu 1933.
Podle teorie velkého třesku se vesmír vynořil z extrémně hustého a horkého stavu ( singularity ). Samotný vesmír se od té doby stále rozšiřuje a nese s sebou galaxie , jako rozinky ve stoupajícím bochníku chleba. Výše uvedené grafické schéma je umělcovo pojetí ilustrující expanzi části plochého vesmíru.

Po svém návratu do Belgie v roce 1925 se stal přednášející na částečný úvazek na Katolické univerzitě v Louvainu a zahájil zprávu, která byla publikována v roce 1927 v Annales de la Société Scientifique de Bruxelles ( Annals of the Scientific Society of Brussels ) pod název „Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques“ („Homogenní vesmír o konstantní hmotnosti a rostoucím poloměru odpovídajícím radiální rychlosti extragalaktických mlhovin“), to mu později přineslo mezinárodní věhlas. V této zprávě představil novou myšlenku, že se vesmír rozpíná, kterou odvodil z Všeobecné relativity. To se později stalo známým jako Hubbleův zákon , přestože Lemaître byl první, kdo poskytl pozorovací odhad Hubblovy konstanty . Počáteční stav, který navrhl, byl považován za Einsteinův vlastní model statického vesmíru konečné velikosti. Papír měl malý dopad, protože časopis, ve kterém byl publikován, nebyl hojně čten astronomy mimo Belgii. Arthur Eddington údajně pomohl přeložit článek do angličtiny v roce 1931, ale jeho část týkající se odhadu „Hubbleovy konstanty“ nebyla do překladu zahrnuta z důvodů, které zůstávaly dlouho neznámé. Tento problém objasnil v roce 2011 Mario Livio : Lemaître tyto odstavce sám vynechal při překladu příspěvku pro Královskou astronomickou společnost ve prospěch zpráv o novějších pracích na toto téma, protože do té doby se Hubbleovy výpočty již zlepšily na předchozích Lemaîtrových.

V této době Einstein , aniž by udělal výjimku z matematiky Lemaîtreovy teorie, odmítl přijmout, že se vesmír rozpíná; Lemaître si vzpomněl na svůj komentář „ Vos calculs sont repaires, mais votre physique est abominable “ („Vaše výpočty jsou správné, ale vaše fyzika je krutá“). Ve stejném roce se Lemaître vrátil na MIT, aby zde představil doktorskou práci na téma Gravitační pole v tekuté sféře rovnoměrné invariantní hustoty podle teorie relativity . Po získání doktorátu byl jmenován řádným profesorem na Katolické univerzitě v Louvainu.

V roce 1931 Arthur Eddington publikoval v Měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti dlouhý komentář k článku Lemaître z roku 1927, který Eddington popsal jako „brilantní řešení“ vynikajících problémů kosmologie. Původní papír byl publikován ve zkráceném anglickém překladu později v roce 1931 spolu s pokračováním Lemaître reagujícím na Eddingtonovy komentáře. Lemaître byl poté pozván do Londýna, aby se zúčastnil setkání Britské asociace o vztahu mezi fyzickým vesmírem a spiritualitou. Tam navrhl, aby se vesmír rozšířil z počátečního bodu, který nazval „pravěký atom“. Tuto myšlenku rozvinul ve zprávě publikované v Nature . Lemaîtreova teorie se poprvé objevila v článku pro všeobecné čtenáře o předmětech vědy a techniky v čísle Popular Science z prosince 1932. Lemaîtrova teorie se stala známější jako „ teorie velkého třesku “, malebný termín, který hravě vytvořil během rozhlasového vysílání BBC z roku 1949 astronom Fred Hoyle , který byl zastáncem vesmíru v ustáleném stavu a zůstal jím až do své smrti v roce 2001.

Lemaîtreův návrh se setkal se skepticismem jeho kolegů vědců. Eddington považoval Lemaîtrovu představu za nepříjemnou. Einstein to považoval za neospravedlnitelné z fyzického hlediska, přestože Lemaîtra vybízel, aby se zabýval možností modelů neizotropní expanze, takže je jasné, že tento koncept zcela neodmítl. Einstein také ocenil Lemaîtreův argument, že Einsteinův model statického vesmíru nelze udržet v nekonečné minulosti.

S Manuelem Sandovalem Vallartou Lemaître zjistil, že intenzita kosmického záření se mění podle zeměpisné šířky, protože tyto nabité částice interagují s magnetickým polem Země. Při svých výpočtech Lemaître a Vallarta využili počítač diferenciálního analyzátoru MIT vyvinutý Vannevarem Bushem . Také pracovali na teorii primárního kosmického záření a aplikovali ji na svá zkoumání slunečního magnetického pole a účinků rotace galaxie.

Lemaître a Einstein se setkali čtyřikrát: v roce 1927 v Bruselu , v době Solvayovy konference ; v roce 1932 v Belgii, v době cyklu konferencí v Bruselu; v Kalifornii v lednu 1933; a v roce 1935 v Princetonu . V roce 1933 na California Institute of Technology , poté, co Lemaître podrobně popsal svou teorii, Einstein vstal, zatleskal a údajně řekl: „Toto je nejkrásnější a nejuspokojivější vysvětlení stvoření, kterému jsem kdy naslouchal.“ Existuje však nesouhlas ohledně hlášení tohoto citátu v tehdejších novinách a může se stát, že Einstein nehovořil o teorii jako celku, ale pouze o Lemaîtrově návrhu, že kosmické paprsky mohou být zbytky artefaktů počátečního "výbuch".

V roce 1933, kdy obnovil svoji teorii rozpínajícího se vesmíru a publikoval podrobnější verzi v Annals of the Scientific Society of Brussels , dosáhl Lemaître svého největšího veřejného uznání. Noviny po celém světě jej nazývaly slavným belgickým vědcem a popisovaly jej jako vůdce nové kosmologické fyziky. Také v roce 1933, Lemaître sloužil jako hostující profesor na The Catholic University of America .

Dne 27. července 1935 byl jmenován čestným kanovníkem z Malines katedrále kardinál Josef Van Roey.

V roce 1936 byl zvolen členem Papežské akademie věd a přijal zde aktivní roli, od března 1960 až do své smrti sloužil jako její prezident.

V roce 1941 byl zvolen členem Královské akademie věd a umění v Belgii . V roce 1946 vydal svou knihu o L'Hypothèse de l'Atome Primitif ( Hypotéza o pravěkém atomu ). Byl přeložen do španělštiny ve stejném roce a do angličtiny v roce 1950.

V roce 1951 papež Pius XII. Prohlásil, že Lemaîtreova teorie poskytuje vědecké potvrzení katolicismu . Lemaître však na papežovo prohlášení zanevřel a uvedl, že teorie je neutrální a mezi jeho náboženstvím a jeho teorií neexistuje ani souvislost, ani rozpor. Lemaître a Daniel O'Connell, papežův vědecký poradce, přesvědčili papeže, aby se o kreacionismu veřejně nezmiňoval a přestal proklamovat kosmologii. Lemaître byl oddaný katolík, ale stavěl se proti míchání vědy s náboženstvím, ačkoli zastával názor, že tato dvě pole nejsou v rozporu.

V průběhu padesátých let se postupně vzdal části své učitelské práce a úplně ji ukončil, když v roce 1964 získal emeritní status. V roce 1962, důrazně proti vyhnání francouzských mluvčích z Katolické univerzity v Lovani, vytvořil hnutí ACAPSUL společně s Gérard Garitte bojovat proti rozchodu.

Během druhého vatikánského koncilu v letech 1962–65 byl papežem Janem XXIII. Požádán, aby sloužil na 4. zasedání Papežské komise pro kontrolu porodnosti . Protože mu však jeho zdraví znemožnilo cestovat do Říma - v prosinci 1964 dostal infarkt - Lemaître namítl, čímž vyjádřil překvapení, že byl vybrán. Řekl dominikánskému kolegovi Père Henri de Riedmattenovi, že si myslí, že je nebezpečné, aby se matematik odvážil mimo oblast své odbornosti. V roce 1960 byl také jmenován domácím prelátem ( monsignorem ) papežem Janem XXIII .

Na konci svého života se stále více věnoval problémům numerického výpočtu. Byl to pozoruhodný algebraik a aritmetický kalkulátor. Od roku 1930 používal nejvýkonnější počítací stroje té doby, Mercedes-Euklid . V roce 1958 mu byl představen univerzitní Burroughs E 101 , jeho první elektronický počítač. Lemaître si udržel velký zájem o vývoj počítačů a ještě více o problémy jazyka a počítačového programování .

Zemřel 20. června 1966, krátce poté, co se dozvěděl o objevu kosmického mikrovlnného záření na pozadí , což poskytlo další důkazy pro jeho návrh o zrodu vesmíru.

Práce

Lemaître byl průkopníkem v aplikaci teorie obecné relativity Alberta Einsteina na kosmologii . V článku z roku 1927, který předcházel o dva roky významnému článku Edwina Hubbla , odvodil Lemaître to, co se stalo známým jako Hubblův zákon, a navrhl to jako generický jev v relativistické kosmologii. Lemaître byl také první, kdo odhadl číselnou hodnotu Hubbleovy konstanty .

Einstein byl k tomuto článku skeptický. Když se Lemaître na Solvayově konferenci v roce 1927 přiblížil k Einsteinovi , ten poukázal na to, že Alexander Friedmann navrhl v roce 1922 podobné řešení jako Einsteinovy ​​rovnice, z čehož vyplývá, že se poloměr vesmíru postupem času zvětšoval. (Einstein také kritizoval Friedmannovy výpočty, ale své připomínky stáhl.) V roce 1931, jeho Annus mirabilis , Lemaître publikoval v časopise Nature jeho teorii „pravěkého atomu“.

Friedmann byl postižen životem a prací v SSSR a zemřel v roce 1925, brzy poté, co vynalezl metriku Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker . Protože Lemaître strávil celou svou kariéru v Evropě, jeho vědecká práce není ve Spojených státech tak známá jako Hubbleova nebo Einsteinova, oba jsou v USA dobře známi díky tomu, že zde pobývají. Lemaîtrova teorie nicméně změnila směr kosmologie. Bylo to proto, že Lemaître:

  • Byl dobře obeznámený s prací astronomů, a navrhl jeho teorii mít ověřitelné důsledky a být v souladu s pozorováním doby, zejména k vysvětlení pozorovaného rudý posuv z galaxií a lineární vztah mezi vzdáleností a rychlosti;
  • Svou teorii navrhl v příhodnou dobu, protože Edwin Hubble brzy zveřejní svůj vztah rychlost -vzdálenost, který silně podporoval rozpínající se vesmír a následně Lemaîtrovu teorii velkého třesku;
  • Studoval pod Arthurem Eddingtonem , který se ujistil, že Lemaître dostal slyšení ve vědecké komunitě.

Friedmann i Lemaître navrhli relativistické kosmologie představující rozpínající se vesmír. Lemaître však byl první, kdo navrhl, že expanze vysvětluje rudý posun galaxií. Dále dospěl k závěru, že k prvotní události „podobné stvoření “ muselo dojít. V 80. letech minulého století Alan Guth a Andrei Linde upravili tuto teorii přidáním období inflace .

Einstein nejprve odmítl Friedmanna a poté (soukromě) Lemaîtra z ruky s tím, že ne všechna matematika vede ke správným teoriím. Poté, co byl Hubbleův objev publikován, Einstein rychle a veřejně schválil Lemaîtrovu teorii, což pomohlo jak teorii, tak jejímu navrhovateli získat rychlé uznání.

Lemaître byl také jedním z prvních uživatelů počítačů pro kosmologické výpočty. V roce 1958 představil první počítač na své univerzitě ( Burroughs E 101 ) a byl jedním z vynálezců algoritmu Fast Fourierovy transformace .

V roce 1931 byl Lemaître prvním vědcem, který navrhl, aby se expanze vesmíru skutečně zrychlovala, což bylo pozorovatelně potvrzeno v 90. letech 20. století pozorováním velmi vzdálené supernovy typu IA pomocí Hubblova kosmického dalekohledu, která v roce 2011 vedla k Nobelově ceně za fyziku .

V roce 1933 našel Lemaître důležité nehomogenní řešení Einsteinových polních rovnic popisujících sférický prachový oblak, metriku Lemaître – Tolman .

V roce 1948 vydal Lemaître vybroušený matematický esej „Quaternions et espace elliptique“, který objasnil temný prostor. William Kingdon Clifford záhadně popsal eliptický prostor v roce 1873 v době, kdy byli versoři příliš běžní na to, aby se o tom zmínili. Lemaître rozvinul teorii kvaternionů od prvních principů tak, aby jeho esej mohl stát samostatně, ale připomněl Erlangenův program v geometrii při vývoji metrické geometrie eliptického prostoru.

Lemaître byl prvním teoretickým kosmologem, který byl v roce 1954 nominován na Nobelovu cenu za fyziku za svou předpověď rozpínajícího se vesmíru. Je pozoruhodné, že byl také nominován na Nobelovu cenu za chemii v roce 1956 za svou teorii pravěkých atomů.

Vyznamenání

17. března 1934 obdržel Lemaître od krále Leopolda III . Francquiho cenu , nejvyšší belgické vědecké vyznamenání . Jeho navrhovateli byli Albert Einstein , Charles de la Vallée-Poussin a Alexandre de Hemptinne. Členy mezinárodní poroty byli Eddington, Langevin , Théophile de Donder a Marcel Dehalu. Ve stejném roce obdržel Mendelovu medaili na univerzitě ve Villanově .

V roce 1936 obdržel Lemaître Prix ​​Jules Janssen , nejvyšší ocenění Société astronomique de France , francouzské astronomické společnosti.

Další vyznamenání, které belgická vláda rezervuje výjimečným vědcům, mu bylo přiděleno v roce 1950: desetiletá cena za aplikované vědy za období 1933–1942.

V roce 1953 mu byla udělena inaugurační Eddingtonova medaile udělená Královskou astronomickou společností .

V roce 2005 byl Lemaître zvolen na 61. místě De Grootste Belg („Největší Belgičan“), vlámského televizního programu na VRT . Ve stejném roce byl diváky Les plus grands Belges („Největší Belgičané“), televizní show RTBF, zvolen na 78. místo .

Dne 17. července 2018 oslavil Google Doodle 124. narozeniny Georgese Lemaîtra.

Dne 26. října 2018 hlasovalo elektronické hlasování všech členů Mezinárodní astronomické unie o 78% pro doporučení změny názvu Hubbleova zákona na Hubbleův -Lemaîtreův zákon .

V populární kultuře

V roce 2019 byl předmětem průzkumové otázky: „Měly by školy v Americe vyučovat teorii stvoření katolického kněze Georgese Lemaitra jako součást jejich přírodovědných osnov?“ 53% respondentů odpovědělo „ne“, pravděpodobně si pletl jeho teorii s kreacionismem .

Jmenovci

Bibliografie

„L'Hypothèse de l'Atome primitif“ (Pravěký atom - esej o kosmogonii) (1931)

Viz také

Reference

Poznámky

Citace

Prameny

Další čtení

  • Berenda, Carlton W (1951). „Poznámky k Lemaîtreově kosmogonii“. The Journal of Philosophy . 48 (10): 338–341. doi : 10,2307/2020873 . JSTOR  2020873 .
  • Berger, AL, redaktor, The Big Bang and Georges Lemaître: Proceedings of a Symposium in Honor of G. Lemaître padesát years after his initiation of Big-Bang Cosmology, Louvain-Ia-Neuve, Belgium, 10-13 October 1983 (Springer, 2013).
  • Cevasco, George A (1954). „Vesmír a Abbe Lemaitre“. Irský měsíčník . 83 (969).
  • Godart, Odon & Heller, Michal (1985) Cosmology of Lemaître , Pachart Publishing House.
  • Farrell, John, Den beze včerejška: Lemaître, Einstein a zrod moderní kosmologie (Základní knihy, 2005), ISBN  978-1560256601 .
  • McCrea, William H. (1970). „Kosmologie dnes: Přehled stavu vědy se zvláštním důrazem na příspěvky Georgese Lemaîtra“. Americký vědec . 58 odst.
  • Kragh, Helge (1970). „Georges Lemaître“ (PDF) . V Gillispie, Charles (ed.). Slovník vědecké biografie . New York: Scribner & American Council of Learned Societies. s. 542–543. ISBN 978-0-684-10114-9.
  • Turek, Jósef. Georges Lemaître a Papežská akademie věd, Specola Vaticana, 1989.

externí odkazy

  1. ^ van den Bergh 2011 , s. 151.