Nordström, Gunnar

Gunnar Nordström ( suomi . Gunnar Nordström , 12. maaliskuuta 1881, Helsingfors  - 24. joulukuuta 1923, Helsinki ) - suomalainen teoreettinen fyysikko , yhden ensimmäisistä relativististen skalaarityyppisten gravitaatioteorioiden kirjoittaja (1912-1914). Nordströmin teoriaa pidettiin 1910-luvulla vakavana vaihtoehtona Einsteinin yleiselle suhteellisuusteorialle (1915), mutta havainnot eivät vahvistaneet sitä.

Lyhyen elämänsä aikana Nordström julkaisi 34 artikkelia saksaksi, hollanniksi, suomeksi ja äidinkielenään ruotsiksi. Nordström omistaa myös ensimmäisen yrityksen (1915) yhdistää gravitaatio- ja sähkömagneettiset kentät neljännen tilaulottuvuuden avulla . Tällä tavalla hän ennakoi Kaluza-Kleinin teorian (1921) ajatuksia ja muita yhdistetyn kenttäteorian versioita .

Elämäkerta

Syntyi vuonna 1881 Helsingforsissa (nykyisin Helsinki, tuolloin Venäjän keisarikunta ), Ernst Samuel Nordströmin ja Alina Sophia Hearnin perheessä. Isäni oli Taideteollisen korkeakoulun rehtori. Nordströmillä oli vielä yksi veli ja neljä sisarta [1] .

Vuodet 1899-1905 hän opiskeli ammattikorkeakoulussa , jossa hän sai insinöörin tutkinnon. Tämän jälkeen hän opiskeli Helsingin yliopistossa kaksi vuotta . Huhtikuussa 1906 hän saapui Göttingenin yliopistoon aikoen opiskella fysikaalista kemiaa Walter Nernstin kanssa , mutta hän kiinnostui uusista fysiikan löydöistä ja ennen kaikkea erityisestä suhteellisuusteoriasta (SRT). Elokuussa 1907 Nordström palasi Helsingforsiin ja omistautui kokonaan SRT:n ja relativistisen sähködynamiikan tutkimukselle [2] .

Vuonna 1909 hän puolusti väitöskirjaansa aiheesta "Liikkuvien esineiden sähkömagneettisen kentän energiayhtälö". Seuraavana vuonna hän siirtyi apulaisprofessoriksi Helsingin yliopistoon ja opetti siellä vuoteen 1918 asti teoreettisen fysiikan laitoksella. Näinä vuosina hän vieraili usein kollegoiden luona Göttingenissä, Zürichissä, Berliinissä, Wienissä ja Leidenissä [3] .

Haberin avulla sain järjestettyä Nordströmille matkustusluvan Suomeen… Nyt hän haluaa palata Hollantiin, mutta valitettavasti en enää jaksa. Toivottavasti pidät siitä huolta. Tämä on erittäin kiireellinen, sillä rouva Nordström synnyttää pian, mikäli mahdollista, Hollannissa.

Ensimmäisen maailmansodan huipulla , vuonna 1916, Nordström tuli Venäjän passilla Leideniin (Alankomaat oli neutraali maa) työskentelemään Ehrenfestille . Hän asui Leidenissä kolme vuotta. Siellä hän tapasi hollantilaisen fysiikan opiskelijan Cornelia van Leeuwenin ( hollantilainen  Cornelia van Leeuwen ) ja meni pian naimisiin hänen kanssaan (1917). Heillä oli kolme lasta: Svante Gunnar, Harald Gunnar ja Saga Nel [4] [5] .

Hollannissa oleskelunsa aikana Nordström piti läheistä kirjeenvaihtoa Einsteinin kanssa. Viestintä Leidenin ja Suomen välillä katkesi sodan vuoksi, mutta tanskalainen fyysikko Niels Bohr auttoi suomalaista saamaan postin. Einstein järjesti Nordströmin matkustamisen Suomeen, mutta ei saanut Suomelta lupaa palata Alankomaihin. Einsteinin kirje Max Bornille (katso laatikko oikealla) osoittaa, että Einstein pyysi Bornia ratkaisemaan tämän asian [3] .

Sodan jälkeen Nordström luopui professorin virastaan ​​Berliinin yliopistossa Max Bornin hyväksi ja palasi vaimonsa kanssa (jo itsenäiseen) Suomeen [5] .

Vuosina 1918-1923 Nordström opetti fysiikkaa ja mekaniikkaa Suomen Teknillisessä korkeakoulussa , kuten entinen ammattikorkeakoulu silloin kutsuttiin. Vuonna 1920 (ja jälleen vuosina 1921 ja 1922) Nordström muiden fyysikkojen ohella suositteli Nobel-komitealle, että kuluvan vuoden Nobel-palkinto myönnettäisiin Albert Einsteinille.

Kuollut 24. joulukuuta 1923 tuhoisaan anemiaan . Ehkä tauti johtui altistumisesta radioaktiivisille aineille , joita hän toistuvasti kokeili [5] .

Tieteellinen toiminta

Vuonna 1912 Nordström julkaisi yhden ensimmäisistä relativistisista skalaarityyppisistä painovoimateorioista . Toisin kuin kaikki edeltäjät, mukaan lukien Poincarén - Minkowskin teoriat , Nordström ehdotti gravitaatiokentän Lorentz-kovarianttiyhtälöitä ; ne olivat Poissonin yhtälön neliulotteinen yleistys [6] . Nordströmin lähestymistavan piirre oli halu säilyttää valonnopeuden vakio , kuten se oli SRT:ssä (Einsteinille valon nopeus on muuttumaton vain ilman painovoimaa) [7] .

Jo ennen sen julkaisua Nordström lähetti artikkelista kopion Einsteinille, minkä jälkeen heidän välilleen syntyi vilkas kirjeenvaihto. Einstein kohteli Nordströmiä syvästi kunnioittaen. Lisäksi Nordström raportoi oikolukua tehdessään Einsteinin reaktiosta tähän artikkeliin [6] .

Hän tuli siihen tulokseen, että tällaisen teorian seuraukset eivät voineet vastata todellisuutta. Hän osoittaa yksinkertaisella esimerkillä, että tämän teorian mukaan jokin pyörivä järjestelmä gravitaatiokentässä saa vähemmän kiihtyvyyttä kuin ei-pyörivä.

Kesällä 1913 Nordström vieraili Zürichissä, jossa hän tapasi Einsteinin ja keskusteli hänen kanssaan lähestymistapoja gravitaatioongelmaan. Tämän seurauksena Nordström valmisteli heinäkuussa teoriastaan ​​toisen version, joka oli myös skalaari, mutta joka oli jo Einsteinin ekvivalenssiperiaatteen mukainen . Einstein arvosti suuresti Nordstromin teorian uutta versiota, mutta pani merkille useita sen kyseenalaisia ​​paikkoja [8] .

Nordströmin gravitaatioteoria ei ennustanut valonsäteiden kaarevuutta gravitaatiokentässä , ja Merkuriuksen perihelionin lisäsiirtymä ei ollut vain 6 kertaa pienempi kuin havaittu, vaan sillä oli jopa päinvastainen etumerkki. Näistä syistä Nordströmin teoria hylättiin [9] . Sen jälkeen kun Einstein loi painovoiman tensoriteorian (1915), Nordström tunnisti sen edut, kehitti Einsteinin teorian ja julkaisi aiheesta useita artikkeleita, mukaan lukien elastisuusteorian yleinen relativistinen muotoilu , Einsteinin yhtälöiden tarkka ratkaisu varautuneelle pallolle ( Reissner-Nordströmin ratkaisu ) [10] , joitain näkökohtia gravitaatioenergian ongelmasta [11] .

Vuoden 1915 kirjoituksessaan Nordström ehdotti viidennen koordinaatin lisäämistä sähkömagneettiseen vektoripotentiaaliin, joka edustaa Newtonin gravitaatiopotentiaalia. Itse asiassa tämä mahdollisti Maxwellin yhtälöiden kirjoittamisen viidessä ulottuvuudessa; tämä ajatus kehitettiin myöhemmin Kaluza-Kleinin teoriassa , supermerkkijonoteorian edeltäjässä [12] [11] .

Tärkeimmät työt

Katso myös Gunnar Nordströmin julkaisuluettelo .

• 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, s. 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. - Voi. 15. S. 504-506.
• Nordström G. Über den Energiesatz in der Gravitationstheorie Phys. Ztschr., 1914, Bd. 15, S. 375-380.
• Nordström G. Zur Elektrizitäts- und Gravitationstheorie.-Oefv. Finska Vet. soc. Foerh., 1914/1915, voi. 57 mem. 4, s. 1-15.
• Nordström G. Über eine mögliche Grundlage einer Theorie der Materie.—Ibid., mem. 28, s. 1-21.
• Nordström G. De gravitatietheorie van Einstein en de mechanica der continua van Herglotz.- Proc. Kon. Akad. Märkä. Amsterdam, 1917, voi. 19, s. 884.
• Nordström G. Iets over de massa van een stoffelijk stelsel volgens de gravitatietheorie van Einstein.-Proc. Kon. Akad. Märkä. Amsterdam, 1918, voi. 20, s. 1076-1080.
• Nordström G. Een en ander over de energie van het zwaarte krachtsveld volgens de theorie van Einstein.—Ibid., s. 1238-1241.
• Nordström G. Berekening voor eenige bijzondere gevallen volgens de gravitatietheorie van Einstein.—Proc. Kon. Akad. Märkä. Amsterdam, 1918, voi. 21, s. 68-72.

Muistiinpanot

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 . Haettu 4. kesäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 17. kesäkuuta 2021. (määrätön)
5. ↑ 1 2 3 Eva Isaksson .
6. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , s. 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 energie van het zwaarte krachtsveld volgens de theorie van Einstein. Kon. Akad. v. Wetensch. Amsterdamissa. Wis-en Nat. kund. Afd. 28, 1918; Gravitaatiokentän energiasta Einsteinin teoriassa.Proc. Kon. Ned. Akad. Märkä. 20, 1238, 1918.
11. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , s. 253-254.
12. ↑ Nordström G. Über die Möglichkeit, das Elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereiningen // Phys. Zeitschr. - 1914. - Voi. 15. - s. 504.

Kirjallisuus

• Vizgin V.P. Relativistinen gravitaatioteoria. Alkuperä ja muodostuminen. 1900-1915 — M  .: Nauka , 1981. — 352 s.
• Pais A. Tiede ja Albert Einsteinin elämä = 'Hieno on Herra…': Albert Einsteinin tiede ja elämä. - M .: Nauka, 1989. - 568 s. — ISBN 5-02-014028-7 .
• Khramov Yu. A. Nordstrom Gunnar // Fyysikot: Elämäkertaopas / Toim. A. I. Akhiezer . - Toim. 2nd, rev. ja ylimääräisiä — M  .: Nauka , 1983. — S. 199. — 400 s. - 200 000 kappaletta.

Linkit

• Isaksson, Eva. Gunnar Nordström (1881-1923) Gunnar Nordström (1881-1923)  (fin.) .
  • Englanninkielinen versio: Gunnar Nordström (1881-1923). Painovoimasta ja suhteellisuusteoriasta .  (Englanti)

Temaattiset sivustot	Matemaattinen sukututkimus zbMATH Avoinna
Sanakirjat ja tietosanakirjat	Hienoa norjalaista Suomen kansallinen elämäkerta
Bibliografisissa luetteloissa GND : 117587117 ISNI : 0000 0000 5183 4620 NTA : 201940329 LIBRIS : vs69flnd15xkz4r SUDOC : 202355926 VIAF : 62330456 WorldCat VIAF : 62330456