Ганс Адольф Бухдаль (7 июля 1919 – 7 января 2010) был австралийским физиком немецкого происхождения. Он внес вклад в общую теорию относительности , термодинамику и оптику . [1] [2] Он особенно известен разработкой f(R)-гравитации [3] и теоремы Бухдаля о решении Шварцшильда для внутренней части сферической звезды. [4]
Ганс Адольф Бухдаль родился в Майнце , Германия, в еврейской семье (он использовал написание Адольф, чтобы отмежеваться от Гитлера). [ требуется цитата ] Его старший брат Герд Бухдаль был известным философом в науке. [1] В 1933 году Герд взял Ганса с собой в Англию, чтобы скрыться от нацистского правительства. В Лондоне он получил степень бакалавра наук и степень ассоциированного члена Королевского колледжа наук (ARCS) в Имперском колледже .
Когда началась Вторая мировая война , правительство Великобритании, неспособное определить индивидуальную принадлежность, интернировало немецких граждан, включая многих еврейских беженцев, уже полностью ассимилированных. В июле 1940 года Ганс прибыл в Австралию вместе с Гердом на борту HMT Dunera . Сначала он содержался в Хэе в Новом Южном Уэльсе, а затем в центре Татура в Виктории в мае 1941 года. [2] После того, как его математические способности были признаны там, он был освобожден по программе гаранта и переведен на физический факультет Университета Тасмании в Хобарте . Там ему пришлось помогать перегруженному преподавательскому составу, занимавшемуся военными исследованиями в области оптики во время войны. В 1949 году он получил докторскую степень в Университете Тасмании. [1] В 1956 году он получил степень доктора наук в Имперском колледже Лондона. С 1963 года он был профессором и заведующим кафедрой теоретической физики на факультете естественных наук Австралийского национального университета в Канберре до своей отставки в 1984–1985 годах. [2]
Он женился на Памеле Уонн в 1950 году [5], и у них было трое детей. [2] [6] Он умер в Аделаиде, Австралия, 7 января 2010 года.
Работая в Waterworth Hobart Annexe, Бухдаль нашел формулы для коэффициентов оптической аберрации , доведенных до высоких порядков, которые группа Waterworth использовала при проектировании систем формирования изображений. [7] Эти формулы впоследствии применялись по всему миру, в том числе в системах, перевозимых спутниками. В то же время он также продолжал исследования в области общей теории относительности и классической термодинамики. [6]
Его первый интерес к термодинамике был сосредоточен на том, чтобы лучше подогнать аксиоматическую формулировку Каратеодори под интуицию физика. Попытка Бухдаля сделать основы термодинамики более лаконичными была далека от рекламы использования аксиоматического метода; вместо этого это была попытка позволить «физической интуиции взять верх над математическими тонкостями». [1]
Интерес Бухдаля к тензорному и спинорному анализу был связан с работой с формализмами и вычислительными процедурами, будь то сферические и сфероидальные гармоники. [1] Работая с теорией Вейля и квадратичными лагранжианами, он решил представить производную Эйлера–Лагранжа самого общего лагранжиана, построенного из метрики, тензора кривизны и его производных до произвольного порядка. [8] Однако он не использовал спиноры как важный инструмент в общей теории относительности, например, для изучения гравитационного излучения и нулевой бесконечности. [9]
В теории гравитации вклад Бухдаля в уравнение поля Эйнштейна или скалярно-тензорную теорию почти так же известен, как его сферически симметричные решения, описывающие внутреннюю часть звезд. [10] [11] Из своей работы по лагранжианам высшего порядка он пришел к выводу, что теории с квадратичными лагранжианами или f(R)-теориями нефизичны. [12]
Когда Эйнштейн был еще жив, как и многие другие теоретики [ необходимо разъяснение ] Ганс Бухдаль не мог избежать соблазна « единой теории поля » знаменитого ученого гравитации и электричества. Однако, как показывают статьи Бухдаля в этой области, его привлекали расширенные конструктивные возможности более общих геометрий, а не какая-либо ожидаемая физика, стоящая за теорией. Как показано в его «17 простых лекциях», его понимание общей теории относительности заставило его явно держаться подальше и критиковать мейнстримный язык, следуя Дж. А. Уилеру, когда он говорил о «массово-энергетическом искривленном пространстве», « черной дыре » (вместо физически более привлекательной «окклюдированной звезде» или «замороженной звезде») и, в рамках квантовой гравитации , о «пенообразной 3-геометрии». [1]
Он был удостоен грантов, премий, медалей и членства, вот некоторые из них: член Австралийской академии наук (1968), медаль Томаса Ранкена Лайла (1972), член Американского оптического общества (1974), зарубежный член Черчилль-колледжа , Кембридж (1979), медаль Уолтера Берфитта (Королевское общество Нового Южного Уэльса) (1980), медаль CEK Mees (Оптическое общество Америки) (1993), премия AE Conrady (Международное общество оптики) (1997). [1]