Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild (urodzony 1875 w Ulm, zmarły 1916 w Jenie) – niemiecki fizyk i astronom, twórca pierwszego dokładnego rozwiązania równań ogólnej teorii względności opisującego pole grawitacyjne wokół sferycznie symetrycznej masy nieobrotowej – tzw. rozwiązanie Schwarzschilda. Jego nazwisko nosi także pojęcie promień Schwarzschilda, będące granicą czarnej dziury.

Życiorys

Urodził się 1875 roku jako syn Johanna Schwarzschilda, lekarza wojskowego. W 1894 roku rozpoczął studia na Uniwersytecie Wiedeńskim, gdzie początkowo interesował się matematyką, a później fizyką teoretyczną. W 1900 roku uzyskał stopień doktora pod kierunkiem Ludwiga Boltzmanna.

Po studiach pracował jako asystent w Instytucie Astrofizyki w Königsbergu, gdzie prowadził badania nad spektrami gwiazd. W 1910 roku został oficerem w armii niemieckiej, pełniąc służbę w Królewskiej Marynarce Wojennej. Podczas I wojny światowej służył jako obserwator i dyspozytor w Wydziale Obserwacji przy Zentralstelle für Meteorologie w Jenie.

Prace naukowe

Najważniejszy wkład Schwarzschilda w fizykę to rozwiązanie równań Einsteina, opublikowane w 1916 roku, zaledwie kilka miesięcy po opracowaniu ogólnej teorii względności przez Alberta Einsteina. Rozwiązanie to opisuje pole grawitacyjne wokół idealnej, nieobrotowej sfery o stałej masie i prowadziło do pojęcia czarnej dziury. Wzór na promień granicy, dziś znany jako promień Schwarzschilda, ma postać:

    r_s = \frac{2GM}{c^2}
    

gdzie G to stała grawitacji, M – masa ciała, a c – prędkość światła w próżni.

Poza tym Schwarzschild opracował dokładne rozwiązania równań makswellowskich dla pól elektrycznych i magnetycznych w ośrodkach jednorodnych, a także wprowadził pojęcie bieguna Schwarzschilda w teorii odbicia światła od sferycznych ciał.

Publikacje i nagrody

• „Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie” – pierwsze rozwiązanie pola grawitacyjnego.
• „Zur Wechselwirkung der Magnetfelder” – badania nad oddziaływaniem pól magnetycznych.
• W 1915 roku otrzymał Medal Medica od Königliches Observatorium w Berlinie.

Śmierć i dziedzictwo

Schwarzschild zmarł nagle w 1916 roku w wyniku zapalenia płuc, które nabawił podczas służby przy pierwszej linii frontu I wojny światowej. Jego prace stały się fundamentem współczesnej astrofizyki i kosmologii. W jego honorze nazwano:

• Jednostkę masy Schwarzschilda używaną w astrofizyce.
• Krater na Księżycu – Krater Schwarzschilda.
• Klasyczne rozwiązanie w podręcznikach ogólnej teorii względności.

Powiązane pojęcia

Więcej informacji można znaleźć w artykułach: Ogólna teoria względności, Czarna dziura, Albert Einstein, Fizyka astrofizyczna.