Жорж Анри Жозеф Эдуард Лемэтр ( / l ə ˈ m ɛ t r ə / lə- MET -rə ; французский: [ʒɔʁʒ ləmɛːtʁ] ⓘ ; 17 июля 1894 — 20 июня 1966) — бельгийскийкатолический священник,физик-теоретик,математик,астрономи профессорфизикиКатолическогоуниверситета Лувена.[1]Он был первым, кто предположил, что распад близлежащих галактик можно объяснитьрасширяющейся Вселенной,[2]что вскоре после этого было подтверждено наблюдениямиЭдвином Хабблом.[3][4]Он первым вывел «закон Хаббла», который теперь называетсязаконом Хаббла-ЛеметраМАС,[5][6]и опубликовал первую оценкупостоянной Хабблазадва года до статьи Хаббла.[7][8][3][4]Леметр также предложил «Большого взрыва» происхождения Вселенной,назвав ее «гипотезой первобытногоатома»,[9]и позже назвав ее «началом мир".[10]
Леметр родился в Шарлеруа , Бельгия, и был старшим из четырёх детей. Его отец Жозеф Леметр был преуспевающим промышленным ткачом, а матерью была Маргарита, урожденная Ланнуа. [11] После получения классического образования в иезуитской средней школе Коллеж Сакре-Кер в Шарлеруа , Бельгия , он начал изучать гражданское строительство в Католическом университете Лувена в возрасте 17 лет. В 1914 году он прервал учебу. служить офицером-артиллеристом в бельгийской армии во время Первой мировой войны . По итогам боевых действий он получил Бельгийский военный крест с пальмовыми ветвями. [12]
После войны он изучал физику и математику и начал готовиться к епархиальному священству , а не к иезуитам. [13] Он получил докторскую степень в 1920 году, защитив диссертацию под названием « Приближение функций нескольких действительных переменных », написанную под руководством Шарля де ла Валле-Пуссена . [14] Он был рукоположен в священники 22 сентября 1923 года кардиналом Дезире-Жозефом Мерсье . [15] [16]
В 1923 году он стал научным сотрудником по астрономии в Кембриджском университете , проведя год в Доме Святого Эдмунда (ныне Колледж Святого Эдмунда Кембриджского университета). Там он работал с Артуром Эддингтоном , [17] [18] квакером и физиком, который познакомил его с современной космологией , звездной астрономией и численным анализом . Следующий год он провел в обсерватории Гарвардского колледжа в Кембридже, штат Массачусетс , вместе с Харлоу Шепли , который только что получил известность за свои работы по туманностям , и в Массачусетском технологическом институте (MIT), где он зарегистрировался на докторскую программу в области естественных наук. .
По возвращении в Бельгию в 1925 году он стал преподавателем по совместительству в Католическом университете Лувена и начал работу над докладом, который был опубликован в 1927 году в Annales de la Société Scientifique de Bruxelles ( Анналы Брюссельского научного общества ) под руководством название «Un Univers homogène de Masse Constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiusale des nebuleuses extragalactiques» («Однородная Вселенная постоянной массы и растущего радиуса с учетом радиальной скорости внегалактических туманностей»), которое позже принесло ему международная известность. [2] В этом докладе он представил новую идею о расширении Вселенной, которую он вывел из общей теории относительности . Эта идея позже стала известна как закон Хаббла , хотя Леметр был первым, кто предоставил наблюдательную оценку постоянной Хаббла . [19] Предложенное им начальное состояние было взято за собственную модель Эйнштейна статической Вселенной конечного размера. Статья не имела большого влияния, поскольку журнал, в котором она была опубликована, не пользовался широким вниманием среди астрономов за пределами Бельгии. Сообщается, что Артур Эддингтон помог перевести статью на английский язык в 1931 году, но ее часть, касающаяся оценки «постоянной Хаббла», не была включена в перевод по причинам, которые долгое время оставались неизвестными. [20] Этот вопрос был прояснен в 2011 году Марио Ливио : Леметр сам опустил эти абзацы при переводе статьи для Королевского астрономического общества в пользу отчетов о более новых работах по этому вопросу, поскольку к тому времени расчеты Хаббла уже улучшились по сравнению с расчетами Леметра. более ранние. [4]
В это время Эйнштейн , хотя и не возражал против математической теории Леметра, отказался признать, что Вселенная расширяется; Леметр вспоминал свой комментарий: « Vos Calculs sont Corrects, mais votre Physique est abominable » [21] («Ваши расчеты верны, но ваша физика ужасна»). В том же году Леметр вернулся в Массачусетский технологический институт, чтобы защитить докторскую диссертацию на тему « Гравитационное поле в жидкой сфере с однородной инвариантной плотностью согласно теории относительности» . [22] После получения докторской степени он был назначен ординарным профессором Католического университета Лувена.
В 1931 году Артур Эддингтон опубликовал в « Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества» длинный комментарий к статье Леметра 1927 года, которую Эддингтон назвал «блестящим решением» нерешенных проблем космологии. [23] Оригинальная статья была опубликована в сокращенном английском переводе позже, в 1931 году, вместе с продолжением, написанным Леметром в ответ на комментарии Эддингтона. [24] Затем Леметра пригласили в Лондон для участия во встрече Британской ассоциации , посвященной взаимосвязи между физической вселенной и духовностью. Там он предположил, что Вселенная расширилась из начальной точки, которую он назвал «Первобытным Атомом». Эту идею он развил в отчете, опубликованном в журнале Nature . [10] Теория Леметра впервые появилась в статье для широкого читателя по вопросам науки и техники в декабрьском номере журнала Popular Science за 1932 год. [25] Теория Леметра стала более известна как « теория большого взрыва », живописный термин, игриво придуманный во время радиопередачи BBC в 1949 году астрономом Фредом Хойлом , [26] [27] который был сторонником стационарной Вселенной и оставался так до своей смерти в 2001 году.
Предложение Леметра было встречено скептически со стороны его коллег-ученых. Эддингтону идея Леметра показалась неприятной. [28] Эйнштейн считал это неоправданным с физической точки зрения, хотя он призывал Леметра изучить возможность моделей неизотропного расширения, поэтому ясно, что он не полностью пренебрегал этой концепцией. Эйнштейн также оценил аргумент Леметра о том, что модель Эйнштейна статической Вселенной не может быть продолжена в бесконечном прошлом.
Вместе с Мануэлем Сандовалем Валлартой Леметр обнаружил, что интенсивность космических лучей меняется в зависимости от широты, потому что эти заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем Земли. [29] В своих расчетах Леметр и Валларта использовали компьютер дифференциального анализатора Массачусетского технологического института, разработанный Ванневаром Бушем . Они также работали над теорией первичного космического излучения и применили ее к исследованиям магнитного поля Солнца и эффектов вращения галактики.
Леметр и Эйнштейн встречались четыре раза: в 1927 году в Брюсселе , во время Сольвеевской конференции ; в 1932 г. в Бельгии, во время цикла конференций в Брюсселе; в Калифорнии в январе 1933 года; [30] и в 1935 году в Принстоне . В 1933 году в Калифорнийском технологическом институте , после того как Леметр подробно изложил свою теорию, Эйнштейн встал, аплодировал и, как предполагается, сказал: «Это самое прекрасное и удовлетворительное объяснение творения, которое я когда-либо слышал». [31] Однако существуют разногласия по поводу сообщения об этой цитате в газетах того времени, и возможно, Эйнштейн имел в виду не теорию в целом, а только предложение Леметра о том, что космические лучи могут быть остаточными артефактами. первоначального «взрыва».
В 1933 году, когда он возобновил свою теорию расширяющейся Вселенной и опубликовал более подробную версию в «Анналах Брюссельского научного общества» , Лемэтр добился наибольшего общественного признания. [32] Газеты всего мира называли его известным бельгийским учёным и называли лидером новой космологической физики. Также в 1933 году Лемэтр работал приглашенным профессором в Католическом университете Америки . [33]
27 июля 1935 года кардинал Йозеф Ван Рой назначил его почетным каноником собора Малине . [34]
Он был избран членом Папской академии наук в 1936 году и играл в ней активную роль, занимая пост ее президента с марта 1960 года до своей смерти. [35]
В 1941 году он был избран членом Королевской академии наук и искусств Бельгии . [36] В 1946 году он опубликовал свою книгу «L'Hypothèse de l'Atome Primitif» ( «Гипотеза первобытного атома »). Он был переведен на испанский язык в том же году и на английский в 1950 году.
По отношению к католическому учению о происхождении Вселенной Леметр рассматривал свою теорию как нейтральную, не имеющую ни связи, ни противоречия с Верой; Будучи преданным католическим священником, Лемэтр был против смешения науки с религией, [16] хотя и считал, что эти две области не находятся в конфликте. [37]
В 1950-х годах он постепенно отказался от части своей преподавательской работы, полностью прекратив ее, когда в 1964 году получил почетный статус. В 1962 году, решительно выступая против исключения франкоговорящих людей из Католического университета Лувена, он вместе с Жерар Гаритт борется с расколом. [38]
Во время Второго Ватиканского Собора 1962–65 Папа Иоанн XXIII попросил его принять участие в 4-й сессии Папской комиссии по контролю над рождаемостью . [39] Однако, поскольку его здоровье не позволило ему поехать в Рим - в декабре 1964 года у него случился сердечный приступ - Лемэтр возразил, выразив удивление по поводу того, что его выбрали. Он сказал своему доминиканскому коллеге, отцу Анри де Ридматтену, что, по его мнению, для математика опасно выходить за пределы своей области знаний. [40] Он также был назван внутренним прелатом ( монсеньором ) в 1960 году Папой Иоанном XXIII . [36]
В конце своей жизни он все больше посвящал себя проблемам численного расчета. Он был замечательным алгебраистом и арифметиком-вычислителем. С 1930 года он использовал самую мощную вычислительную машину того времени — Мерседес-Эвклид . В 1958 году ему представили университетский университетский компьютер Burroughs E 101 , его первый электронный компьютер. Леметр сохранял сильный интерес к развитию компьютеров и, более того, к проблемам языка и компьютерного программирования .
Он умер 20 июня 1966 года, вскоре после того, как узнал об открытии космического микроволнового фонового излучения , которое послужило дополнительным доказательством его предположения о рождении Вселенной. [41]
Леметр был пионером в применении теории общей относительности Альберта Эйнштейна к космологии . В статье 1927 года, которая на два года предшествовала знаковой статье Эдвина Хаббла , Леметр вывел то, что стало известно как закон Хаббла , и предложил его как общее явление в релятивистской космологии. Леметр был также первым, кто оценил численное значение постоянной Хаббла .
Эйнштейн скептически отнесся к этой статье. Когда Леметр обратился к Эйнштейну на Сольвеевской конференции 1927 года , последний отметил, что Александр Фридман предложил аналогичное решение уравнений Эйнштейна в 1922 году, подразумевая, что радиус Вселенной увеличивается с течением времени. (Эйнштейн также раскритиковал расчеты Фридмана, но отказался от своих комментариев.) В 1931 году в своей книге annus mirabilis [42] Леметр опубликовал в журнале Nature статью , излагающую свою теорию «первобытного атома». [10]
Фридман был инвалидом из -за жизни и работы в СССР и умер в 1925 году, вскоре после изобретения метрики Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера . Поскольку Лемэтр почти всю свою карьеру провел в Европе, его научная работа не так хорошо известна в Соединенных Штатах, как работы Хаббла или Эйнштейна, оба хорошо известны в США благодаря тому, что проживали там. [ нужна цитата ] Тем не менее, теория Леметра изменила ход космологии. Это произошло потому, что Леметр:
И Фридман, и Лемэтр предложили релятивистскую космологию с расширяющейся Вселенной. Однако Леметр был первым, кто предположил, что расширение объясняет красное смещение галактик. Далее он пришел к выводу, что должно было произойти первоначальное событие, « подобное сотворению ». В 1980-е годы Алан Гут и Андрей Линде модифицировали эту теорию, добавив к ней период инфляции .
Эйнштейн сначала отверг Фридмана, а затем (в частном порядке) Леметра, заявив, что не вся математика ведет к правильным теориям. После того, как открытие Хаббла было опубликовано, Эйнштейн быстро и публично поддержал теорию Леметра, помогая как самой теории, так и ее автору получить быстрое признание. [43]
Леметр также был одним из первых, кто применил компьютеры для космологических расчетов. Он представил в своем университете первый компьютер ( Burroughs E 101 ) в 1958 году и был одним из изобретателей алгоритма быстрого преобразования Фурье . [44]
В 1931 году Лемэтр был первым учёным, который предположил, что расширение Вселенной на самом деле ускоряется, что было подтверждено наблюдениями в 1990-х годах благодаря наблюдениям очень отдалённой сверхновой типа IA с помощью космического телескопа Хаббла, что привело к присуждению Нобелевской премии по физике 2011 года . [45] [46] [47]
В 1933 году Леметр нашел важное неоднородное решение уравнений поля Эйнштейна, описывающих сферическое пылевое облако, — метрику Леметра-Толмана .
В 1948 году Лемэтр опубликовал блестящее математическое эссе «Кватернионы и эллиптическое пространство», которое прояснило неясное пространство. [48] Уильям Кингдон Клиффорд загадочно описал эллиптическое пространство в 1873 году, когда версоры были слишком распространены, чтобы их упоминать. [ двусмысленно ] Леметр разработал теорию кватернионов на основе первых принципов, так что его эссе может быть самостоятельным, но он вспомнил программу Эрлангена [ необходимы дальнейшие объяснения ] в геометрии при разработке метрической геометрии эллиптического пространства. [ нужна цитата ]
Лемэтр был первым космологом-теоретиком, номинированным в 1954 году на Нобелевскую премию по физике за предсказание расширяющейся Вселенной. Он также был номинирован на Нобелевскую премию по химии 1956 года за свою теорию первобытного атома. [49]
17 марта 1934 года Леметр получил Премию Франки , высшую научную награду Бельгии, от короля Леопольда III . [36] Его предложениями были Альберт Эйнштейн , Шарль де ла Валле-Пуссен и Александр де Эмптен. Членами международного жюри были Эддингтон, Ланжевен , Теофиль де Дондер и Марсель Дехалю. В том же году он получил медаль Менделя Университета Вилланова . [50]
В 1936 году Лемэтр получил Приз Жюля Янссена , высшую награду Société astronomique de France , французского астрономического общества. [51]
Еще одна награда, которую бельгийское правительство выделило для выдающихся ученых, была вручена ему в 1950 году: десятилетняя премия в области прикладных наук за период 1933–1942 годов. [36]
Лемэтр был избран членом Американского философского общества в 1945 году .
В 1953 году он был награжден первой медалью Эддингтона , присуждаемой Королевским астрономическим обществом . [53] [54]
В 2005 году Леметр занял 61-е место в фламандской телевизионной программе De Grootste Belg («Величайший бельгиец») на канале VRT . В том же году зрители телешоу Les plus grands Belges («Величайшие бельгийцы») поставили его на 78 - е место . Позже, в декабре 2022 года, VRT обнаружила в своих архивах утерянное 20-минутное интервью с Жоржем Леметром 1964 года, «жемчужину», говорит космолог Томас Хертог. [55] [56]
17 июля 2018 года Google Doodle отпраздновал 124-летие со дня рождения Жоржа Леметра. [57]
26 октября 2018 года в ходе электронного голосования среди всех членов Международного астрономического союза 78% проголосовали за рекомендацию изменить название закона Хаббла на закон Хаббла-Леметра . [6] [58]
{{cite journal}}: CS1 maint: date and year (link){{cite journal}}: CS1 maint: date and year (link){{cite journal}}: CS1 maint: date and year (link){{cite journal}}: CS1 maint: date and year (link)Международный астрономический союз рекомендует теперь называть этот закон как закон Хаббла – Леметра, чтобы отдать дань уважения бельгийскому священнику и астроному Жоржу Леметру, который вывел зависимость скорости от расстояния на два года раньше, чем это сделали США. астроном Эдвин Хаббл.
VRT обнаружила в своих архивах утерянное интервью с Жоржем Леметром. В 1964 году он дал интервью об этом для тогдашнего BRT, но до недавнего времени считалось, что сохранился лишь краткий отрывок из него. Теперь все 20-минутное интервью восстановлено. «Жемчужина», — говорит космолог Томас Хертог.
Действительно, попытка Папы Пия XII в 1951 году с нетерпением ожидать того времени, когда творение будет установлено наукой, вызвала возмущение со стороны некоторых физиков, особенно Георгия Гамова и даже Жоржа Леметра, члена Папской академии.
СМИ из Commons
Цитаты из Wikiquote
