Говард Перси «Боб» Робертсон (27 января 1903 — 26 августа 1961) — американский математик и физик , известный своими вкладами в физическую космологию и принцип неопределенности . Он был профессором математической физики в Калифорнийском технологическом институте и Принстонском университете .
Робертсон внес важный вклад в математику квантовой механики , общую теорию относительности и дифференциальную геометрию . Применив теорию относительности к космологии , он независимо разработал концепцию расширяющейся Вселенной . Его имя чаще всего связывают с эффектом Пойнтинга-Робертсона , процессом, посредством которого солнечное излучение заставляет пылинку, вращающуюся вокруг звезды, терять угловой момент , который он также описал в терминах общей теории относительности.
Во время Второй мировой войны Робертсон работал в Национальном комитете оборонных исследований (NDRC) и Управлении научных исследований и разработок (OSRD). Он работал техническим консультантом военного министра , офицера связи OSRD в Лондоне и начальника консультативного отдела научной разведки в Верховном штабе союзных экспедиционных сил .
После войны Робертсон был директором группы оценки систем вооружения при канцелярии министра обороны с 1950 по 1952 год, председателем группы Робертсона по НЛО в 1953 году и научным советником Верховного главнокомандующего объединенными вооруженными силами НАТО в Европе (SACEUR) в 1954 году и 1955. Он был председателем Совета по оборонной науке с 1956 по 1961 год и членом Президентского консультативного комитета по науке (PSAC) с 1957 по 1961 год.
В его честь назван кратер Робертсон на обратной стороне Луны.
Говард Перси Робертсон родился в Хокиаме, штат Вашингтон , 27 января 1903 года и был старшим из пяти детей Джорджа Дункана Робертсона, инженера, строившего мосты в штате Вашингтон, и Анны Маклеод, медсестры. Его отец умер, когда ему было 15 лет, но, хотя денег было мало, все пятеро братьев и сестер учились в университете. Он поступил в Вашингтонский университет в Сиэтле в 1918 году, первоначально с намерением изучать инженерное дело, но позже переключился на математику. [1] Он получил степень бакалавра наук по математике в 1922 году и степень магистра наук по математике и физике в 1923 году. [2]
В 1923 году Робертсон женился на Анджеле Турински, студентке философии и психологии Вашингтонского университета. [2] У них было двое детей: Джордж Дункан, который стал хирургом, и Мариетта, которая позже вышла замуж за историка Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) Питера В. Фэя . В Вашингтонском университете он также встретил Эрика Темпла Белла , который вдохновил его заняться математикой в Калифорнийском технологическом институте. [2] Робертсон защитил там докторскую диссертацию по математике и физике в 1925 году под руководством Гарри Бейтмана , написав «О динамическом пространстве-времени, которое содержит конформное евклидово 3-пространство». [3] [4]
После получения докторской степени Робертсон получил стипендию Национального исследовательского совета для обучения в Гёттингенском университете в Германии, где он познакомился с Дэвидом Гильбертом , Рихардом Курантом , Альбертом Эйнштейном , Вернером Гейзенбергом , Эрвином Шрёдингером , Мартином Шварцшильдом , Джоном фон Нейманом и Юджином Вигнером. . [5] Он обнаружил, что Макс Борн не сочувствует его концепции расширяющейся Вселенной , которую Борн считал «мусором». [6] Он также провел шесть месяцев в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана , где был аспирантом Арнольда Зоммерфельда . [7]
Робертсон вернулся в Соединенные Штаты в 1927 году и стал доцентом математики в Калифорнийском технологическом институте. В 1928 году [8] он принял должность доцента кафедры математической физики в Принстонском университете , где стал доцентом в 1931 году и профессором в 1938 году. [9] В 1936 году он провел творческий отпуск в Калифорнийском технологическом институте. [10] Его интерес к общей теории относительности и дифференциальной геометрии привел к серии статей в 1920-х годах, в которых развивалась эта тема. [11] [12] [13]
Робертсон написал три важные статьи по математике квантовой механики . [11] В первой, написанной на немецком языке, он рассматривал систему координат, необходимую для решения уравнения Шрёдингера . [14] Второй исследовал взаимосвязь между свойством коммутативности и принципом неопределенности Гейзенберга . [15] Третий распространил второй на случай m наблюдаемых. [16] В 1931 году он опубликовал перевод книги Вейля « Теория групп и квантовая механика» . [11]
Именно анонимная критическая рецензия Робертсона в 1936 году на статью, представленную Альбертом Эйнштейном в Physical Review , заставила Эйнштейна снять статью с рассмотрения. [17] [18]
И все же, пожалуй, наиболее заметные достижения Робертсона заключались в применении теории относительности к космологии . [19] Он независимо разработал концепцию расширяющейся Вселенной, [20] которая подразумевала бы, что далекие галактики, наблюдаемые с Земли, будут смещаться в красную сторону – явление, ранее подтвержденное Весто Слайфером [21] [22] . Робертсон продолжил применять теорию непрерывных групп в римановых пространствах, чтобы найти все решения, описывающие космологические пространства. [23] Она была расширена Артуром Джеффри Уокером в 1936 году и сегодня широко известна в США как метрика Робертсона-Уокера . [19]
Одна из знаковых статей Робертсона, краткая заметка в «Анналах математики» , озаглавленная «Примечание к предыдущей статье: Проблема двух тел в общей теории относительности», решила эту проблему в той степени приближения, которая не улучшалась в течение нескольких десятилетий. Более ранние работы, такие как метрика Шварцшильда , относились к центральному телу, которое не двигалось, тогда как решение Робертсона рассматривало два тела, вращающихся вокруг друг друга. Тем не менее, его решение не учитывало гравитационное излучение , поэтому тела вращаются вечно, а не приближаются друг к другу. [24]
Тем не менее, имя Робертсона чаще всего связывают с эффектом Пойнтинга-Робертсона , [19] процессом, посредством которого солнечное излучение заставляет пылинку, вращающуюся вокруг звезды, терять угловой момент . Это связано с давлением излучения, касательным к движению зерна. Джон Генри Пойнтинг описал его в 1903 году на основе теории «светоносного эфира», которая была заменена теориями относительности Эйнштейна. В 1937 году Робертсон описал этот эффект с точки зрения общей теории относительности. [25]
Робертсон разработал теорию инвариантов тензоров для вывода уравнения Кармана-Ховарта в 1940 году, которое позже было использовано Джорджем Бэтчелором и Субраманьяном Чандрасекаром в теории осесимметричной турбулентности для вывода уравнения Бэтчелора-Чандрасекара . [26]
Помимо своей работы в области физики, Робертсон играл центральную роль в американской научной разведке во время и после Второй мировой войны. Вскоре после начала Второй мировой войны в 1939 году к нему обратился Ричард Толман , и он начал работать в Комитете по пассивной защите от бомбардировок. Вместе с другими группами это было поглощено 2-м отделом Национального комитета оборонных исследований (NDRC), а Робертсон занимался исследованием терминальной баллистики . [27]
В 1943 году Робертсон стал главным офицером по научным связям Управления научных исследований и разработок (OSRD) в Лондоне. [27] Он стал близким другом Реджинальда Виктора Джонса , [28] и Солли Цукерман высоко оценил работу Робертсона и Джонса по шифрованию радиолокационных лучей и маяков. [29] В 1944 году Робертсон также стал техническим консультантом военного министра и начальником консультативного отдела научной разведки в Верховном штабе союзных экспедиционных сил . [27] Его свободное владение немецким языком помогло ему допрашивать немецких ученых, в том числе ученых-ракетчиков, участвовавших в ракетной программе Фау-2 . [30] Он был награжден медалью «За заслуги» за вклад в военные действия. [10]
После войны в 1947 году Робертсон принял должность профессора в Калифорнийском технологическом институте. Он оставался там до конца своей карьеры, за исключением длительных периодов государственной службы. [31] [27] Он был секретным сотрудником Центрального разведывательного управления и директором группы оценки систем вооружения при канцелярии министра обороны [32] с 1950 по 1952 год, а также научным советником в 1954 и 1955 годах Высшего совета НАТО. Командующий Европой (SACEUR) генерал Альфред М. Грюнтер . В 1953 году он возглавил группу Робертсона , которая расследовала волну сообщений об НЛО в 1952 году . Он был председателем Совета по оборонной науке с 1956 по 1961 год и членом Президентского консультативного комитета по науке (PSAC) с 1957 по 1961 год .
Он был членом Национальной академии наук , занимал должность ее министра иностранных дел с 1958 года до своей смерти в 1961 году, Американской академии искусств и наук , Американского математического общества , Американского физического общества , Американского астрономического общества , Американского философского общества. Общество , Общество операционных исследований и Общество промышленной и прикладной математики . [33]
В августе 1961 года Робертсон был госпитализирован после ранения в автокатастрофе. Он перенес легочную эмболию и умер 26 августа 1961 года. [9] У него остались жена и дети. [2] Его документы были переданы в дар Архиву Калифорнийского технологического института его дочерью и зятем в 1971 году. [34]
