Nordström, Gunnar

Gunnar Nordström ( Finn. Gunnar Nordström , 12. března 1881, Helsingfors  – 24. prosince 1923, Helsinky ) – finský teoretický fyzik , autor jedné z prvních relativistických teorií gravitace skalárního typu (1912-1914). Nordströmova teorie byla v 10. letech považována za vážnou alternativu k Einsteinově Obecné teorii relativity (1915), ale nebyla potvrzena pozorováním.

Nordström za svůj krátký život publikoval 34 článků v němčině, holandštině, finštině a rodné švédštině. Nordström také vlastní první pokus (1915) spojit gravitační a elektromagnetické pole pomocí čtvrté prostorové dimenze . Tímto způsobem předjímal myšlenky Kaluza-Kleinovy ​​teorie (1921) a další verze jednotné teorie pole .

Životopis

Narozen v roce 1881 v Helsingfors (nyní Helsinky, v té době - ​​Ruské impérium ), v rodině Ernsta Samuela Nordströma a Aliny Sophie Hearn. Můj otec byl rektorem Vysoké školy umění a designu. Nordstrom měl ještě jednoho bratra a čtyři sestry [1] .

V letech 1899 až 1905 studoval na polytechnické škole , kde získal inženýrský titul. Poté dva roky studoval na univerzitě v Helsingforsu . V dubnu 1906 přijel na univerzitu v Göttingenu , zamýšlel studovat fyzikální chemii u Waltera Nernsta , ale začal se zajímat o nové objevy ve fyzice a především ve speciální teorii relativity (SRT). V srpnu 1907 se Nordström vrátil do Helsingforsu a zcela se věnoval výzkumu v oblasti SRT a relativistické elektrodynamiky [2] .

V roce 1909 obhájil disertační práci na téma „Energetická rovnice pro elektromagnetické pole pohybujících se objektů“. V následujícím roce se stal mimořádným profesorem na univerzitě v Helsinkách a do roku 1918 zde vyučoval na katedře teoretické fyziky. V těchto letech často navštěvoval kolegy v Göttingenu, Curychu, Berlíně, Vídni a Leidenu [3] .

S Haberovou pomocí se mi podařilo zařídit cestovní povolení pro Nordström do Finska... Nyní se chce vrátit do Holandska, ale už to bohužel nezvládám. Doufám, že se o to postaráš. Je to velmi naléhavé, protože paní Nordströmová brzy porodí, pokud to bude možné, v Nizozemsku.

Na vrcholu první světové války , v roce 1916, přišel Nordström na ruský pas do Leidenu (Nizozemsko bylo neutrální zemí) pracovat pro Ehrenfest . Zůstal v Leidenu tři roky. Tam se seznámil s nizozemskou studentkou fyziky Cornelií van Leeuwen ( Nizozemština.  Cornelia van Leeuwen ) a brzy se s ní oženil (1917). Měli tři děti: Svante Gunnar, Harald Gunnar a Saga Nel [4] [5] .

Během svého pobytu v Nizozemsku udržoval Nordström úzkou korespondenci s Einsteinem. Komunikace mezi Leidenem a Finskem byla přerušena kvůli válce, ale dánský fyzik Niels Bohr pomohl Finovi získat poštu. Einstein zařídil Nordströmovi cestu do Finska, ale nepodařilo se mu získat povolení od Finska k návratu do Nizozemska. Einsteinův dopis Maxu Bornovi (viz rámeček vpravo) ukazuje, že Einstein požádal Borna, aby tento problém urovnal [3] .

Po válce se Nordström vzdal profesury na Berlínské univerzitě ve prospěch Maxe Borna a vrátil se s manželkou do (již samostatného) Finska [5] .

V období 1918-1923 vyučoval Nordström fyziku a mechaniku na Finské vyšší technické škole , jak se tehdy bývalá polytechnická škola jmenovala. V roce 1920 (a znovu v letech 1921 a 1922) Nordström mezi jinými fyziky doporučil Nobelovu výboru, aby Nobelovu cenu pro běžný rok dostal Albert Einstein.

Zemřel 24. prosince 1923 na zhoubnou anémii . Možná nemoc způsobila expozice radioaktivním látkám , se kterými opakovaně experimentoval [5] .

Vědecká činnost

V roce 1912 Nordström publikoval jednu z prvních relativistických teorií gravitace skalárního typu . Na rozdíl od všech předchůdců, včetně teorií Poincaré - Minkowski , Nordström navrhl Lorentzovy kovariantní rovnice gravitačního pole; byly čtyřrozměrným zobecněním Poissonovy rovnice [6] . Charakteristickým rysem Nordströmova přístupu byla touha zachovat stálost rychlosti světla , jako tomu bylo u SRT (pro Einsteina se rychlost světla nemění pouze v nepřítomnosti gravitace) [7] .

Ještě před jeho zveřejněním poslal Nordström kopii článku Einsteinovi a následně mezi nimi proběhla čilá korespondence. Einstein se k Nordströmovi choval s hlubokou úctou. Nordström navíc při korekturách referoval o Einsteinově reakci na tento článek [6] .

Došel k závěru, že důsledky takové teorie nemohou odpovídat skutečnosti. Na jednoduchém příkladu ukazuje, že podle této teorie dostane nějaký rotující systém v gravitačním poli menší zrychlení než nerotující.

V létě 1913 navštívil Nordström Curych, kde se setkal s Einsteinem a diskutoval s ním o přístupech k problému gravitace. V důsledku toho Nordström v červenci připravil druhou verzi své teorie, rovněž skalární, ale již v souladu s Einsteinovým principem ekvivalence . Einstein vysoce ocenil novou verzi Nordstromovy teorie, ale zaznamenal několik jejích pochybných míst [8] .

Nordströmova teorie gravitace nepředpovídala žádné zakřivení světelných paprsků v gravitačním poli a dodatečné posunutí perihelia Merkuru bylo nejen 6x menší než pozorované, ale mělo dokonce opačné znaménko. Z těchto důvodů byla Nordströmova teorie zamítnuta [9] . Poté, co Einstein vytvořil tenzorovou teorii gravitace (1915), Nordström rozpoznal její výhody, rozvinul Einsteinovu teorii a publikoval několik článků na toto téma, včetně obecné relativistické formulace teorie pružnosti , přesného řešení Einsteinových rovnic pro nabitou kouli ( Reissner-Nordströmovo řešení [10] , některé aspekty problému gravitační energie [11] .

Nordström ve svém článku z roku 1915 navrhl přidat k elektromagnetickému vektorovému potenciálu pátou souřadnici, která představuje newtonovský gravitační potenciál. Ve skutečnosti to umožnilo , aby byly Maxwellovy rovnice zapsány v pěti dimenzích; tato myšlenka byla následně rozvinuta v Kaluza-Kleinově teorii , předchůdci teorie superstrun [12] [11] .

Hlavní díla

Viz také seznam publikací Gunnara Nordströma .

• Nordström G. Zur Elektrodynamik Minkowskis.— Phys. Ztschr., 1909, Bd. 10, S. 681-687.
• Nordström G. Zur elektromagnetischen Mechanik.— Phys. Ztschr., 1910, Bd. 11, S. 440-445.
• Nordström G. Zur Relativitätsmechanik deformierbarer Körper.— Phys. Ztschr., 1912, Bd. 12, S. 854-857.
• Nordström G. Relativitätsprinzip und Gravitation.—Phys. Ztschr., 1912, BU. 13, S. 1126-1129.
• Nordström G. Träge und schwere Masse in der Relativitätsmechanik.—Ann. Phys. 1913, bd. 40, S. 856-878.
• Nordström G. Zur Theorie der Gravitation vom Standpunkt des Relativitätsprinzips.—Ann. Phys., 1913, Bd. 42, S. 533-554.
• Nordström G. Die Fallgesetze und Planetbewegungen in der Relativitätstheorie. — Ann. Phys., 1914, Bd. 43, S. 1101-1110.
• Nordström, G. Über die Möglichkeit, das Elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereiningen, Phys. Zeitschr.- 1914. - Sv. 15. S. 504-506.
• Nordström G. Über den Energiesatz in der Gravitationstheorie. Ztschr., 1914, Bd. 15, S. 375-380.
• Nordström G. Zur Elektrizitäts- und Gravitationstheorie.—Oefv. Finska Vet. soc. Foerh., 1914/1915, sv. 57 mm. 4, str. 1-15.
• Nordström G. Über eine mögliche Grundlage einer Theorie der Materie.—Tamtéž, mem. 28, str. 1-21.
• Nordström G. De gravitatietheorie van Einstein en de mechanica der continua van Herglotz.—Proc. Kon. Akad. Mokrý. Amsterdam, 1917, sv. 19, str. 884.
• Nordström G. Iets over de massa van een stoffelijk stelsel volgens de gravitatietheorie van Einstein.— Proc. Kon. Akad. Mokrý. Amsterdam, 1918, sv. 20, str. 1076-1080.
• Nordström G. Een en ander over de energy van het zwaarte krachtsveld volgens de theorie van Einstein.—Tamtéž, str. 1238-1241.
• Nordström G. Berekening voor eenige bijzondere gevallen volgens de gravitatietheorie van Einstein.—Proc. Kon. Akad. Mokrý. Amsterdam, 1918, sv. 21, str. 68-72.

Poznámky

1. ↑ Alina Sofia Hirn.
2. ↑ Vizgin V.P., 1981 , s. 180.
3. ↑ 1 2 3 Keskinen Raimo. http://web.archive.org/web/20160303182448/http://www.tieteessatapahtuu.fi/797/KESKINEN.pdfGunnar Nordström & Suomen Einstein  (fin.) .
4. ↑ Harald Gunnar Nordström . Získáno 4. června 2021. Archivováno z originálu dne 17. června 2021. (neurčitý)
5. ↑ 1 2 3 Eva Isakssonová .
6. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , str. 100, 179.
7. ↑ Pais A., 1989 , s. 223-224.
8. ↑ Vizgin V.P., 1981 , s. 238-239, 247-248.
9. ↑ Vizgin V.P., 1981 , s. 188,251.
10. ↑ Nordström G. Een en ander over de energy van het zwaarte krachtsveld volgens de theorie van Einstein. Kon. Akad. proti. Wetensch. v Amsterdamu. Wis-en Nat. kund. Afd. 28, 1918; O energii gravitačního pole v Einsteinově teorii.Proc. Kon. Ned. Akad. Mokrý. 20, 1238, 1918.
11. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , str. 253-254.
12. ↑ Nordström G. Über die Möglichkeit, das Elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereiningen // Phys. Zeitschr.- 1914. - Sv. 15. - S. 504.

Literatura

• Vizgin V.P. Relativistická teorie gravitace. Původ a vznik. 1900-1915 — M  .: Nauka , 1981. — 352 s.
• Pais A. Věda a život Alberta Einsteina = 'Jemný je Pán...': Věda a život Alberta Einsteina. — M .: Nauka, 1989. — 568 s. — ISBN 5-02-014028-7 .
• Khramov Yu. A. Nordstrom Gunnar // Fyzici: Biografický průvodce / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2., rev. a doplňkové — M  .: Nauka , 1983. — S. 199. — 400 s. - 200 000 výtisků.

Odkazy

• Isaksson, Eva. Gunnar Nordström (1881-1923) Gunnar Nordström (1881-1923)  (fin.) .
  • Anglická verze: Gunnar Nordström (1881-1923). O gravitaci a relativitě .  (Angličtina)

Tematické stránky	Matematická genealogie zbMATH Otevřeno
Slovníky a encyklopedie	Skvělý norský Národní biografie Finska
V bibliografických katalozích GND : 117587117 ISNI : 0000 0000 5183 4620 NTA : 201940329 LIBRIS : vs69flnd15xkz4r SUDOC : 202355926 VIAF : 62330456 WorldCat VIAF : 62330456