Georges Lemaître - Georges Lemaître
Georges Lemaître
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Geboren |
Georges Henri Joseph douard Lemaître
17. Juli 1894
Charleroi , Belgien
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Ist gestorben | 20. Juni 1966
Löwen , Belgien
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(71 Jahre)
Staatsangehörigkeit | Belgier |
Alma Mater |
Katholische Universität Louvain St Edmund's House, Cambridge Massachusetts Institute of Technology |
Bekannt für |
Theorie der Expansion des Universums Urknalltheorie Hubble-Lemaître-Gesetz Lemaître-Tolman-Metrik Lemaître-Koordinaten Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-Metrik |
Auszeichnungen |
Francqui-Preis (1934) Eddington-Medaille (1953) |
Wissenschaftlicher Werdegang | |
Felder |
Kosmologie Astrophysik Mathematik |
Institutionen |
Katholische Universität Leuven Katholische Universität von Amerika |
Doktoratsberater | Charles Jean de la Vallée-Poussin (Leuven) |
Andere Studienberater |
Arthur Eddington (Cambridge) Harlow Shapley (MIT) |
Kirchliche Karriere | |
Religion | Christentum |
Kirche | katholische Kirche |
Ordiniert | 22. September 1923 von Désiré-Joseph Mercier |
Unterschrift | |
Teil einer Serie über |
Physikalische Kosmologie |
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Georges Henri Joseph Édouard Lemaître ( / l ə m ɛ t r ə / lə- MET -rə ; Französisch: [ʒɔʁʒ ləmɛːtʁ] ( hören ) , 17. Juli 1894 - 20. Juni 1966) war ein belgischer katholischer Priester , Mathematiker , Astronom , und Professor für Physik an der Katholischen Universität Löwen . Er war der erste, der die Theorie aufstellte, dass die Rezession naher Galaxien durch ein expandierendes Universum erklärt werden kann , was bald darauf von Edwin Hubble durch Beobachtungen bestätigt wurde . Er leitete zuerst das "Hubble-Gesetz" ab, das heute von der IAU als Hubble-Lemaître-Gesetz bezeichnet wird , und veröffentlichte die erste Schätzung der Hubble-Konstante 1927, zwei Jahre vor Hubbles Artikel. Lemaître schlug auch die „ Urknalltheorie “ des Ursprungs des Universums vor , nannte sie die „Hypothese des Uratoms “ und nannte sie später „den Anfang der Welt“.
Frühen Lebensjahren
Nach einer klassischen Ausbildung an einem Jesuitengymnasium , dem Collège du Sacré-Coeur, in Charleroi , Belgien , begann Lemaître im Alter von 17 Jahren ein Studium des Bauingenieurwesens an der Katholischen Universität Löwen ein Artillerieoffizier in der belgischen Armee für die Dauer des Ersten Weltkriegs . Am Ende der Feindseligkeiten erhielt er das belgische Kriegskreuz mit Palmen.
Nach dem Krieg studierte er Physik und Mathematik , und begann für die Vorbereitung Diözesan Priestertum , nicht für die Jesuiten. Er promovierte 1920 mit einer Arbeit mit dem Titel l'Approximation des fonctions de plusieurs variables réelles ( Annäherung von Funktionen mehrerer reeller Variablen ), die unter der Leitung von Charles de la Vallée-Poussin verfasst wurde . Er wurde zum Priester geweiht einen Priesters am 22. September 1923 von Kardinal Désiré-Joseph Mercier .
1923 wurde er wissenschaftlicher Mitarbeiter in Astronomie an der University of Cambridge und verbrachte ein Jahr am St Edmund's House (heute St Edmund's College , University of Cambridge). Er arbeitete mit Arthur Eddington zusammen , der ihn in die moderne Kosmologie , Sternastronomie und numerische Analyse einführte . Das nächste Jahr verbrachte er am Harvard College Observatory in Cambridge, Massachusetts , bei Harlow Shapley , der gerade durch seine Arbeit über Nebel bekannt geworden war , und am Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo er sich für das Doktoratsprogramm in Naturwissenschaften einschrieb.
Karriere
Nach seiner Rückkehr nach Belgien im Jahr 1925 wurde er Teilzeitdozent an der Katholischen Universität Löwen und begann den Bericht, der 1927 in den Annales de la Société Scientifique de Bruxelles ( Annals of the Scientific Society of Brussels ) unter dem Titel "Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques". internationale Berühmtheit. In diesem Bericht präsentierte er die neue Idee, dass sich das Universum ausdehnt, die er aus der Allgemeinen Relativitätstheorie abgeleitet hat. Dies wurde später als Hubble-Gesetz bekannt , obwohl Lemaître der erste war, der eine Beobachtungsschätzung der Hubble-Konstante lieferte . Der von ihm vorgeschlagene Anfangszustand wurde als Einsteins eigenes Modell eines endlich großen statischen Universums angesehen. Das Papier hatte wenig Einfluss, weil die Zeitschrift, in der es veröffentlicht wurde, von Astronomen außerhalb Belgiens nicht allgemein gelesen wurde. Arthur Eddington soll 1931 geholfen haben, den Artikel ins Englische zu übersetzen, aber der Teil, der die Schätzung der "Hubble-Konstante" betrifft, wurde aus lange Zeit unbekannten Gründen nicht in die Übersetzung aufgenommen. Dieses Problem wurde 2011 von Mario Livio geklärt : Lemaître ließ diese Absätze selbst bei der Übersetzung des Papiers für die Royal Astronomical Society zugunsten von Berichten über neuere Arbeiten zu diesem Thema weg, da Hubbles Berechnungen zu diesem Zeitpunkt bereits die früheren von Lemaître verbessert hatten.
Zu dieser Zeit weigerte sich Einstein , die Mathematik von Lemaîtres Theorie nicht abzulehnen, zu akzeptieren, dass sich das Universum ausdehnt; Lemaître erinnerte sich an seinen Kommentar " Vos calculs sont corrects, mais votre physique est abominable " ("Ihre Berechnungen sind richtig, aber Ihre Physik ist grauenhaft"). Im selben Jahr kehrte Lemaître ans MIT zurück, um seine Doktorarbeit über das Gravitationsfeld in einer flüssigen Kugel einheitlicher invarianten Dichte gemäß der Relativitätstheorie zu präsentieren . Nach seiner Promotion wurde er zum ordentlichen Professor an der Katholischen Universität Löwen ernannt.
1931 veröffentlichte Arthur Eddington in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society einen langen Kommentar zu Lemaîtres Artikel von 1927, den Eddington als "brillante Lösung" für die noch offenen Probleme der Kosmologie beschrieb. Das Originalpapier wurde später im Jahr 1931 in einer gekürzten englischen Übersetzung veröffentlicht, zusammen mit einer Fortsetzung von Lemaître, die auf Eddingtons Kommentare reagierte. Anschließend wurde Lemaître nach London eingeladen, um an einem Treffen der British Association über die Beziehung zwischen dem physischen Universum und der Spiritualität teilzunehmen . Dort schlug er vor, dass sich das Universum von einem Anfangspunkt aus ausdehnt, den er das "Uratom" nannte. Diese Idee entwickelte er in einem in Nature veröffentlichten Bericht . Lemaîtres Theorie erschien zum ersten Mal in einem Artikel für den allgemeinen Leser über naturwissenschaftliche und technische Themen in der Dezemberausgabe 1932 von Popular Science. Lemaîtres Theorie wurde besser bekannt als " Urknalltheorie ", ein malerischer Begriff, der 1949 während einer BBC-Radiosendung des Astronomen Fred Hoyle , der ein Befürworter des stationären Universums war und es bis zu seinem Tod im Jahr 2001 war, spielerisch geprägt wurde .
Lemaîtres Vorschlag stieß bei seinen Wissenschaftlerkollegen auf Skepsis . Eddington fand Lemaîtres Vorstellung unangenehm. Einstein hielt es aus physikalischer Sicht für nicht zu rechtfertigen, obwohl er Lemaître ermutigte, die Möglichkeit von Modellen der nicht-isotropen Expansion zu prüfen, so dass er das Konzept offensichtlich nicht ganz ablehnte. Einstein würdigte auch Lemaîtres Argument, dass Einsteins Modell eines statischen Universums nicht bis in die unendliche Vergangenheit aufrechterhalten werden könne.
Mit Manuel Sandoval Vallarta entdeckte Lemaître, dass die Intensität der kosmischen Strahlung mit dem Breitengrad variiert, weil diese geladenen Teilchen mit dem Erdmagnetfeld wechselwirken. In ihren Berechnungen verwendeten Lemaître und Vallarta den von Vannevar Bush entwickelten Differentialanalysator-Computer des MIT . Sie arbeiteten auch an einer Theorie der primären kosmischen Strahlung und wandten diese auf ihre Untersuchungen des Sonnenmagnetfelds und der Auswirkungen der Rotation der Galaxie an.
Lemaître und Einstein trafen sich viermal: 1927 in Brüssel anlässlich einer Solvay-Konferenz ; 1932 in Belgien, anlässlich eines Konferenzzyklus in Brüssel; in Kalifornien im Januar 1933; und 1935 in Princeton . Im Jahr 1933 stand Einstein am California Institute of Technology , nachdem Lemaître seine Theorie erläutert hatte, auf, applaudierte und soll gesagt haben: "Dies ist die schönste und zufriedenstellendste Erklärung der Schöpfung, die ich je gehört habe." Allerdings gibt es Meinungsverschiedenheiten über die Berichterstattung über dieses Zitat in den damaligen Zeitungen, und es kann sein, dass Einstein sich nicht auf die Theorie als Ganzes bezog, sondern nur auf Lemaîtres Vorschlag, dass kosmische Strahlung die Überbleibsel der ursprünglichen Artefakte sein könnten "Explosion".
Als er 1933 seine Theorie des expandierenden Universums wieder aufnahm und eine detailliertere Version in den Annalen der Wissenschaftlichen Gesellschaft von Brüssel veröffentlichte , erlangte Lemaître seine größte öffentliche Anerkennung. Zeitungen auf der ganzen Welt nannten ihn einen berühmten belgischen Wissenschaftler und beschrieben ihn als den Führer der neuen kosmologischen Physik. Ebenfalls 1933 war Lemaître Gastprofessor an der Katholischen Universität von Amerika .
Am 27. Juli 1935 wurde er von Kardinal Josef Van Roey zum Ehrenkanoniker der Kathedrale von Malines ernannt.
1936 wurde er zum Mitglied der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften gewählt und war dort von März 1960 bis zu seinem Tod als Präsident tätig.
1941 wurde er zum Mitglied der Königlichen Akademie der Wissenschaften und Künste Belgiens gewählt . 1946 veröffentlichte er sein Buch über L'Hypothèse de l'Atome Primitif ( Die Urzeitliche Atomhypothese ). Es wurde im selben Jahr ins Spanische und 1950 ins Englische übersetzt.
1951 erklärte Papst Pius XII. , dass Lemaîtres Theorie eine wissenschaftliche Bestätigung für den Katholizismus darstelle . Lemaître lehnte die Proklamation des Papstes jedoch ab und erklärte, die Theorie sei neutral und es gebe weder eine Verbindung noch einen Widerspruch zwischen seiner Religion und seiner Theorie. Lemaître und Daniel O'Connell, der wissenschaftliche Berater des Papstes, überredeten den Papst, den Kreationismus nicht öffentlich zu erwähnen und die Proklamationen über die Kosmologie einzustellen. Lemaître war ein frommer Katholik, lehnte es jedoch ab, Wissenschaft mit Religion zu vermischen, obwohl er der Meinung war, dass die beiden Gebiete nicht im Widerspruch standen.
In den 1950er Jahren gab er nach und nach Teil seiner Lehre Arbeitsbelastung, endete es völlig , wenn er nahm emeritierten Status 1962 1964, stark im Gegensatz zu der Vertreibung des Französisch Referenten aus der Katholischen Universität von Louvain, schaffte er die ACAPSUL Bewegung zusammen mit Gérard Garitte kämpft gegen die Spaltung.
Während des Zweiten Vatikanischen Konzils 1962-65 wurde er von Papst Johannes XXIII. gebeten , an der 4. Sitzung der Päpstlichen Kommission für Geburtenkontrolle teilzunehmen . Da es ihm jedoch gesundheitlich nicht möglich war, nach Rom zu reisen – er erlitt im Dezember 1964 einen Herzinfarkt – widersprach Lemaître und zeigte sich überrascht, dass er ausgewählt wurde. Er sagte einem dominikanischen Kollegen, Père Henri de Riedmatten, dass er es für gefährlich halte, dass ein Mathematiker sich außerhalb seines Fachgebiets vorwagt. Außerdem wurde er 1960 von Papst Johannes XXIII . zum Domestic Prelat ( Monsignore ) ernannt .
Am Ende seines Lebens widmete er sich zunehmend Problemen der numerischen Berechnung. Er war ein bemerkenswerter Algebraiker und arithmetischer Taschenrechner. Seit 1930 nutzte er die leistungsstärksten Rechenmaschinen der Zeit, den Mercedes-Euklid . 1958 wurde ihm der Burroughs E 101 der Universität vorgestellt , der erste elektronische Computer. Lemaître hatte ein starkes Interesse an der Entwicklung von Computern und noch mehr an den Problemen der Sprache und Computerprogrammierung .
Er starb am 20. Juni 1966, kurz nachdem er von der Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung erfahren hatte , die weitere Beweise für seinen Vorschlag über die Geburt des Universums lieferte.
Arbeit
Lemaître war ein Pionier bei der Anwendung von Albert Einstein ‚s Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie zu Kosmologie . In einem Artikel von 1927, der Edwin Hubbles wegweisendem Artikel um zwei Jahre vorausging , leitete Lemaître das so genannte Hubble-Gesetz ab und schlug es als allgemeines Phänomen in der relativistischen Kosmologie vor. Lemaître war auch der erste, der den numerischen Wert der Hubble-Konstante schätzte .
Einstein stand diesem Papier skeptisch gegenüber. Als Lemaître auf der Solvay-Konferenz von 1927 an Einstein herantrat , wies dieser darauf hin, dass Alexander Friedmann 1922 eine ähnliche Lösung für Einsteins Gleichungen vorgeschlagen hatte, was darauf hindeutet, dass der Radius des Universums mit der Zeit zunimmt. (Einstein hatte auch Friedmanns Berechnungen kritisiert, aber seine Kommentare zurückgezogen.) 1931 veröffentlichte Lemaître in seinem annus mirabilis einen Artikel in Nature, in dem er seine Theorie des "Uratoms" darlegte.
Friedmann war durch das Leben und Arbeiten in der UdSSR behindert und starb 1925, kurz nach der Erfindung der Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-Metrik . Da Lemaître seine gesamte Karriere in Europa verbrachte, ist seine wissenschaftliche Arbeit in den Vereinigten Staaten nicht so bekannt wie die von Hubble oder Einstein, die beide in den USA aufgrund ihres Wohnsitzes bekannt sind. Dennoch veränderte Lemaîtres Theorie den Lauf der Kosmologie. Dies lag daran, dass Lemaître:
- war mit der Arbeit der Astronomen gut vertraut und entwarf seine Theorie so, dass sie überprüfbare Implikationen hat und mit den Beobachtungen der Zeit übereinstimmt, insbesondere um die beobachtete Rotverschiebung von Galaxien und die lineare Beziehung zwischen Entfernungen und Geschwindigkeiten zu erklären ;
- Stellte seine Theorie zu einem günstigen Zeitpunkt vor, da Edwin Hubble bald seine Geschwindigkeits-Entfernungs-Beziehung veröffentlichen würde , die ein expandierendes Universum und folglich Lemaîtres Urknalltheorie stark unterstützte ;
- Hatte bei Arthur Eddington studiert , der dafür sorgte, dass Lemaître in der wissenschaftlichen Gemeinschaft Gehör fand.
Sowohl Friedmann als auch Lemaître schlugen relativistische Kosmologien vor, die ein expandierendes Universum aufweisen. Lemaître war jedoch der erste, der vorschlug, dass die Expansion die Rotverschiebung von Galaxien erklärt. Er schloß ferner , dass ein anfängliches „ Schöpfung -ähnlichen“ Ereignis muss stattgefunden haben. In den 1980er Jahren modifizierten Alan Guth und Andrei Linde diese Theorie, indem sie ihr eine Inflationsperiode hinzufügten .
Einstein wies zunächst Friedmann und dann (privat) Lemaître über die Schulter und sagte, dass nicht jede Mathematik zu korrekten Theorien führe. Nach der Veröffentlichung von Hubbles Entdeckung unterstützte Einstein schnell und öffentlich Lemaîtres Theorie und verhalf sowohl der Theorie als auch ihrem Vorschlagenden zu schneller Anerkennung.
Lemaître war auch ein früher Anwender von Computern für kosmologische Berechnungen. Er führte 1958 den ersten Computer an seiner Universität (einen Burroughs E 101 ) ein und war einer der Erfinder des Fast-Fourier-Transformations- Algorithmus.
Im Jahr 1931 war Lemaître der erste Wissenschaftler, der vorschlug, dass sich die Expansion des Universums tatsächlich beschleunigt, was in den 1990er Jahren durch Beobachtungen einer sehr weit entfernten Supernova vom Typ IA mit dem Hubble-Weltraumteleskop bestätigt wurde, was 2011 zum Nobelpreis für Physik führte .
1933 fand Lemaître eine wichtige inhomogene Lösung von Einsteins Feldgleichungen , die eine kugelförmige Staubwolke beschreiben, die Lemaître-Tolman-Metrik .
1948 veröffentlichte Lemaître einen ausgefeilten mathematischen Aufsatz "Quaternions et espace elliptique", der einen dunklen Raum klärte. William Kingdon Clifford hatte 1873 den elliptischen Raum kryptisch beschrieben, als Versoren zu häufig waren, um sie zu erwähnen. Lemaître entwickelte die Theorie der Quaternionen aus ersten Prinzipien, damit sein Aufsatz für sich allein stehen kann, aber er erinnerte an das Erlanger Programm in der Geometrie bei der Entwicklung der metrischen Geometrie des elliptischen Raums.
Lemaître war der erste theoretische Kosmologe, der 1954 für seine Vorhersage des expandierenden Universums für den Nobelpreis für Physik nominiert wurde . Bemerkenswert ist, dass er für seine urzeitliche Atomtheorie auch für den Nobelpreis für Chemie 1956 nominiert wurde .
Ehrungen
Am 17. März 1934 erhielt Lemaître von König Leopold III . den Francqui-Preis , die höchste belgische wissenschaftliche Auszeichnung . Seine Vorschläge waren Albert Einstein , Charles de la Vallée-Poussin und Alexandre de Hemptinne. Die Mitglieder der internationalen Jury waren Eddington, Langevin , Théophile de Donder und Marcel Dehalu. Im selben Jahr erhielt er die Mendel-Medaille der Universität Villanova .
1936 erhielt Lemaître den Prix Jules Janssen , die höchste Auszeichnung der Société astronomique de France , der französischen Astronomischen Gesellschaft.
Eine weitere Auszeichnung, die die belgische Regierung für herausragende Wissenschaftler reserviert, wurde ihm 1950 zuerkannt: der Zehnjahrespreis für angewandte Wissenschaften für den Zeitraum 1933–1942.
1953 erhielt er die erste Eddington-Medaille der Royal Astronomical Society .
Im Jahr 2005 wurde Lemaître auf den 61. Platz von De Grootste Belg ("Der größte Belgier") gewählt, einer flämischen Fernsehsendung im VRT . Im selben Jahr wurde er vom Publikum der Les plus grands Belges ("Die größten Belgier"), einer Fernsehshow des RTBF, auf den 78. Platz gewählt .
Am 17. Juli 2018 feierte Google Doodle den 124. Geburtstag von Georges Lemaître.
Am 26. Oktober 2018 stimmten 78% aller Mitglieder der Internationalen Astronomischen Union in einer elektronischen Abstimmung dafür, die Umbenennung des Hubble-Gesetzes in das Hubble-Lemaître-Gesetz zu empfehlen .
In der Populärkultur
Im Jahr 2019 war er Gegenstand einer Umfragefrage: "Sollten Schulen in Amerika die Schöpfungstheorie des katholischen Priesters Georges Lemaitre als Teil ihres naturwissenschaftlichen Lehrplans lehren?" 53% der Befragten sagten „Nein“, was seine Theorie vermutlich mit dem Kreationismus verwechselte .
Namensvetter
- Der Mondkrater Lemaître
- Koordinaten von Lemaître
- Hubble-Lemaître-Gesetz
- Lemaître-Beobachter in den Schwarzschild-Vakuumrahmenfeldern in der Allgemeinen Relativitätstheorie
- Kleinplanet 1565 Lemaître
- Das fünfte automatisierte Transferfahrzeug , Georges Lemaître ATV
- Norwegische Indie-Elektronikband Lemaitre
- Das Maison Georges Lemaître das Hauptgebäude der ist Universität Löwen ‚s UCLouvain Charleroi Campus, neben Lemaître den Geburtsort
Literaturverzeichnis
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Siehe auch
- Kalter Urknall
- Liste der römisch-katholischen Geistlichen
- Liste der Christen in Wissenschaft und Technik
- Michał Heller – polnischer katholischer Priester und Physiker/Astronom.
Verweise
Anmerkungen
Zitate
Quellen
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Weiterlesen
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Externe Links
- „Ein Tag ohne Gestern“: Georges Lemaître & der Urknall
- Donald H. Menzel, "Blast of Giant Atom Created Our Universe" , Moderne Mechanik (Dezember 1932)
- Georges Lemaître am Mathematics Genealogy Project
- Georges Lemaître bei Find a Grave
- ^ van den Bergh 2011 , S. 151.