Karl Schwarzschild (/shvärts'shĭld/) (am 9. Oktober 1873 - am 11. Mai 1916) war ein deutscher Physiker. Er ist auch der Vater des Astrophysikers Martin Schwarzschild.

Er ist am besten bekannt, für die erste genaue Lösung der Feldgleichungen von Einstein der allgemeinen Relativität für den beschränkten Fall einer einzelnen kugelförmigen nichtrotierenden Masse zur Verfügung zu stellen, die er 1915, dasselbe Jahr vollbracht hat, dass Einstein zuerst allgemeine Relativität eingeführt hat. Die Schwarzschild Lösung, die von Koordinaten von Schwarzschild und metrischem Schwarzschild Gebrauch macht, führt zum wohl bekannten Radius von Schwarzschild, der die Größe des Ereignis-Horizonts eines nichtrotierenden schwarzen Loches ist.

Schwarzschild hat diesen Triumph vollbracht, während er in der deutschen Armee während des Ersten Weltkriegs gedient hat. Er ist im nächsten Jahr von pemphigus, eine schmerzhafte autogeschützte Krankheit gestorben, die er während an der russischen Vorderseite entwickelt hat.

Asteroid 837 Schwarzschilda wird in seiner Ehre genannt.

Leben

Schwarzschild ist in Frankfurt am Main jüdischen Eltern geboren gewesen. Er war etwas eines Wunderkindes, eine Zeitung auf der himmlischen veröffentlichten Mechanik habend, als er nur sechzehn Jahre alt war. Er hat an Straßburg und München studiert, sein Doktorat 1896 für eine Arbeit an den Theorien von Jules Henri Poincaré erhaltend.

Von 1897 hat er als Helfer an der Sternwarte von Kuffner in Wien gearbeitet.

Von 1901 bis 1909 war er ein Professor am renommierten Institut an Göttingen, wo er die Gelegenheit hatte, mit einigen bedeutenden Zahlen einschließlich David Hilberts und Hermann Minkowskis zu arbeiten. Schwarzschild ist der Direktor der Sternwarte in Göttingen geworden. Er hat Sonst Posenbach, die Tochter eines Professors der Chirurgie an Göttingen 1909 geheiratet, und später in diesem Jahr hat sich zu Potsdam bewegt, wo er den Posten des Direktors der Astrophysical Sternwarte aufgenommen hat. Das war dann der renommiertste Posten, der für einen Astronomen in Deutschland verfügbar ist. Er und hatte Sonst drei Kinder, Agathe, Martin (wer fortgesetzt hat, ein Professor der Astronomie an der Universität von Princeton zu werden), und Alfred.

Von 1912 war Schwarzschild ein Mitglied der preußischen Akademie von Wissenschaften.

Beim Ausbruch des Ersten Weltkriegs 1914 hat er sich der deutschen Armee angeschlossen trotz, mehr als 40 Jahre alt zu sein. Er hat sowohl auf den West-als auch auf Ostvorderseiten gedient, sich zur Reihe des Leutnants in der Artillerie erhebend.

Während

er auf der Vorderseite in Russland 1915 gedient hat, hat er begonnen, unter genanntem pemphigus einer seltenen und schmerzhaften Hautkrankheit zu leiden. Dennoch hat er geschafft, drei hervorragende Papiere, zwei auf der Relativitätstheorie und ein auf der Quant-Theorie zu schreiben. Seine Papiere auf der Relativität haben die ersten genauen Lösungen der Feldgleichungen von Einstein erzeugt, und eine geringe Modifizierung dieser Ergebnisse gibt die wohl bekannte Lösung, die jetzt seinen Namen: metrischer Schwarzschild trägt.

Der Kampf von Schwarzschild mit pemphigus kann schließlich zu seinem Tod geführt haben. Er ist am 11. Mai 1916 gestorben.

Arbeit

Tausende von Doktorarbeiten, Artikeln und Büchern sind der Studie der Lösungen von Schwarzschild der Feldgleichungen von Einstein seitdem gewidmet worden. Jedoch, obwohl die am besten bekannte Arbeit von Schwarzschild im Gebiet der allgemeinen Relativität liegt, waren seine Forschungsinteressen, einschließlich der Arbeit in himmlischer Mechanik, Beobachtungssternfotometrie, Quant-Mechanik, instrumentaler Astronomie, Sternstruktur, Sternstatistik, dem Kometen von Halley und Spektroskopie äußerst breit.

Einige seiner besonderen Ergebnisse schließen Maße von variablen Sternen, mit der Fotografie und der Verbesserung optischer Systeme durch die perturbative Untersuchung von geometrischen Abweichungen ein.

Physik der Fotografie

Während an Wien 1897 Schwarzschild eine Formel entwickelt hat, um die optische Dichte des fotografischen Materials zu berechnen. Es hat eine Hochzahl eingeschlossen, die jetzt als die Hochzahl von Schwarzschild bekannt ist, die in der Formel ist:

(wo optische Dichte von ausgestellter lichtempfindlicher Schicht, eine Funktion, die Intensität der Quelle ist, die, und, die Belichtungszeit, mit einer Konstante wird beobachtet). Diese Formel war wichtig, um genauere fotografische Maße der Intensitäten von schwachen astronomischen Quellen zu ermöglichen.

Elektrodynamik

Gemäß W. Pauli (Relativitätstheorie) ist Schwarzschild erst, um den richtigen Formalismus von Lagrangian des elektromagnetischen Feldes als einzuführen

wo das elektrische und magnetische Feld sind, ist das Vektor-Potenzial und ist das elektrische Potenzial.

Relativität

Einstein selbst war angenehm überrascht zu erfahren, dass die Feldgleichungen genaue Lösungen, wegen ihres Anschein nach Kompliziertheit zugelassen haben, und weil er selbst nur eine ungefähre Lösung erzeugt hatte. Die ungefähre Lösung von Einstein wurde in seinem berühmten 1915-Artikel über den Fortschritt der Sonnennähe von Quecksilber gegeben. Dort hat Einstein rechteckige Koordinaten verwendet, um dem Schwerefeld ringsherum kugelförmig symmetrisch, das Nichtdrehen, nichtbeladene Masse näher zu kommen. Schwarzschild hat im Gegensatz ein eleganteres "polares" Koordinatensystem gewählt und ist im Stande gewesen, eine genaue Lösung zu erzeugen, die er zuerst in einem Brief an Einstein vom 22. Dezember 1915, schriftlich abgesetzt hat, während Schwarzschild im auf der russischen Vorderseite aufgestellten Krieg diente. Schwarzschild hat den Brief durch das Schreiben geschlossen: "Wie Sie sehen, hat der Krieg mich freundlich genug trotz des schweren Geschützfeuers behandelt, um mir zu erlauben, mit all dem zu entkommen und diesen Spaziergang im Land Ihrer Ideen zu nehmen." 1916 hat Einstein Schwarzschild auf diesem Ergebnis geschrieben:

Das zweite Papier von Schwarzschild, das gibt, was jetzt als die "Innere Schwarzschild Lösung" bekannt ist (in Deutsch: "Innere Schwarzschild-Lösung"), ist innerhalb eines Bereichs von homogenen und isotropischen verteilten Molekülen innerhalb einer Schale des Radius r=R gültig. Es ist auf Festkörper anwendbar; Incompressible-Flüssigkeiten; die Sonne und als ein quasiisotropisches erhitztes Benzin angesehenen Sterne; und jedes homogene und isotropische verteilte Benzin.

Schwarzschild erst (kugelförmig symmetrisch) Lösung enthält eine Koordinateneigenartigkeit auf einer Oberfläche, die jetzt nach ihm genannt wird. In Schwarzschild-Koordinaten liegt diese Eigenartigkeit auf dem Bereich von Punkten an einem besonderen Radius, genannt den Radius von Schwarzschild:

:

R_ {s} = \frac {2GM} {c^ {2} }\

</Mathematik>

wo G die Gravitationskonstante ist, ist M die Masse des Hauptkörpers, und c ist die Geschwindigkeit des Lichtes in einem Vakuum. In Fällen, wo der Radius des Hauptkörpers weniger ist als der Radius von Schwarzschild, vertritt den Radius, innerhalb dessen alle massiven Körper und sogar Fotonen, in den Hauptkörper unvermeidlich fallen müssen (Quant-Tunnelbau-Effekten in der Nähe von der Grenze ignorierend). Wenn die Massendichte dieses Hauptkörpers eine besondere Grenze überschreitet, löst es einen Gravitationskollaps aus, der, wenn es mit der kugelförmigen Symmetrie vorkommt, erzeugt, was als Schwarzschild schwarzes Loch bekannt ist. Das kommt zum Beispiel vor, wenn die Masse eines Neutronensterns die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze (ungefähr drei Sonnenmassen) überschreitet.

Siehe auch

• Schwarzschild (Begriffserklärung), Sachen genannt nach Karl Schwarzschild
• Martin Schwarzschild, Sohn von Karl Schwarzschild und berühmtem Astronomen

Arbeiten

Relativität

• Reimer, Berlin 1916, S. 189 ff. (Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften; 1916)
• Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit. Reimer, Berlin 1916, S. 424-434 (Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften; 1916)

Andere Papiere

• Untersuchungen zur geometrischen Optik I. Einleitung darin sterben Fehlertheorie optischer Instrumente auf Grund des Eikonalbegriffs, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 1, S. 1-31
• Untersuchungen zur geometrischen Optik II. Theorie der Spiegelteleskope, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 2, S. 1-28
• Untersuchungen zur geometrischen Optik III. Über sterben astrophotographischen Objektive, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 3, S. 1-54
• Über Differenzformeln zur Durchrechnung optischer Systeme, 1907, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 551-570
• Aktinometrie der Sterne der B. D. bis zur Größe 7.5 in der Zone 0 ° bis +20 ° Deklination. Teil A. Unter Mitwirkung von Br. Meyermann, A. Kohlschütter und O. Birck, 1910, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 6, Numero 6, S. 1-117
• Über das Gleichgewicht der Sonnenatmosphäre, 1906, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 41-53
• Sterben Sie Beugung und Polarisation des Lichts durch einen Spalt. I., 1902, Mathematische Annalen, Band 55, S. 177-247
• Zur Elektrodynamik. Ich. Zwei Formen des Princips der Handlung in der Elektronentheorie, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 126-131
• Zur Elektrodynamik. II. Sterben Sie elementare elektrodynamische Kraft, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 132-141
• Zur Elektrodynamik. III. Ueber sterben Bewegung des Elektrons, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 245-278
• Ueber sterben Eigenbewegungen der Fixsterne, 1907, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 614-632
• Ueber sterben Bestimmung von Vertex und Apex nach der Ellipsoidhypothese aus einer geringeren Anzahl beobachteter Eigenbewegungen, 1908, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 191-200
• K. Schwarzschild, E. Kron: Ueber sterben Helligkeitsverteilung im Schweif des Halley'schen Kometen, 1911, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 197-208
• Sterben Sie naturwissenschaftlichen Ergebnisse und Ziele der neueren Mechanik. 1904, Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, Band 13, S. 145-156
• Über sterben astronomische Ausbildung der Lehramtskandidaten. 1907, Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, Band 16, S. 519-522

Englische Übersetzungen

• Auf dem Schwerefeld einer Punkt-Masse, Gemäß der Theorie von Einstein, Der Zeitschrift von Abraham Zelmanov, 2008, Band 1, P. 10-19
• Auf dem Schwerefeld eines Bereichs von Incompressible Flüssigkeit, Gemäß der Theorie von Einstein, Der Zeitschrift von Abraham Zelmanov, 2008, Band 1, P. 20-32
• Auf dem Erlaubten Numerischen Wert der Krümmung des Raums, Der Zeitschrift von Abraham Zelmanov, 2008, Band 1, P. 64-73

Links

• Roberto B. Salgado der leichte Kegel: Das Schwarzschild schwarze Loch
• Todesanzeige in der Astrophysical Zeitschrift, die von Ejnar Hertzsprung geschrieben ist