22 listopada to dzień śmierci Sir Arthura Stanleya Eddingtona (1882-1944), brytyjskiego astronoma, fizyka i matematyka.
Co więcej, był też kosmologiem, popularyzatorem nauki, filozofem, poetą, autorem jednego z 10-ciu najpiękniejszych eksperymentów w dziejach, krytykiem koncepcji czarnych dziur i cyklistą. O jego działalności pisze Wojciech Kryszak.
Kolarskie rekordy
Nie wiemy czy Eddington znał przysłowie “w zdrowym ciele zdrowy duch’”, ale może być przykładem tego, że przysłowie to istotnie się (niekiedy) sprawdza. Eddington nie uprawiał wyczynowo żadnego sportu, ale jedna aktywność szczególnie mu przypadła do gustu – kolarstwo.
Był wytrwałym i ambitnym kolarzem, a prawdopodobnie lubił też swoimi wyczynami się pochwalić. Nie ścigał się i nie jeździł na wielkie dystanse – to nie dla niego. Wymyślił za to konkurencję odpowiednią nawet dla amatorów, taką w której właściwie każdy może bić rekordy. Istota tej konkurencji zamyka się w definicji tzw. “liczby E” – jest to liczba mil pewnego dystansu, a jednocześnie liczba okazji (jednostkowych przypadków) skutecznego przejechania właśnie tego dystansu. I tak, np. jeśli czyjś rekord E to 75, to znaczy to, że przejechał on (co najmniej) 75 razy dystans 75 mil (niekoniecznie dzień w dzień pod rząd, po prostu w całym życiu). Rekord Eddingtona to E=84!
I rekordy sprzedaży
Sławy jako kolarz wielkiej nie zyskał, był natomiast bardzo popularnym w Wielkiej Brytanii popularyzatorem nauki. Wygłaszał przemówienia i otwarte wykłady, pisał artykuły i książki oraz uczestniczył w wielu audycjach radiowych popularyzujących współczesną fizykę. W dzisiejszych czasach miałby zapewne dodatkowo jeszcze swojego bloga i kanał na You Tube. Miał co popularyzować – początek XX w. przyniósł dwie wielkie rewolucje w fizyce, które całkowicie zmieniały fizyczne rozumienie świata (i nadal nie wiemy jak te dwie rewolucje pogodzić) – ale przede wszystkim umiał to robić w sposób przystępny i zabawny. Książki “The Nature of the Physical World”’ oraz “New Pathways in Science” stały się bestsellerami i mimo prawie stu lat od ich wydania w żaden istotny sposób się nie zdezaktualizowały (i są przetłumaczone na polski).
Gwiazdy, karły i dziury
Wszystkich ważnych osiągnięć naukowych Eddingtona nie sposób tu wymienić, ale warto wspomnieć, że to on pierwszy wysunął przypuszczenie, że gwiazdy swą energię czerpią z fuzji jądrowej. Stworzył też bardzo dobry model wewnętrznej budowy gwiazd i wyjaśnił jak to się dzieje, że gwiazdy nie zapadają się pod swym własnym ciężarem.
Znana jest też jego krytyka wyniku Subrahmanyana Chandrasekhara o maksymalnej masie stabilnego białego karła. Wydawał mu się on czysto spekulatywny, oparty na nieuprawnionym rozszerzaniu granic stosowalności teorii mikroświata, a co więcej limit taki zdawał się Eddingtonowi implikować istnienie pewnego dziwacznego obiektu – obiektu powszechnie uważanego wówczas tylko za kuriozum matematyczne, ciekawostka formalna. Dziś już nie mamy wątpliwości, co do białych karłów. Wiemy też, że istnieją te jeszcze bardziej zwarte i zupełnie ciemne (no prawie) obiekty zachowujące się zgodnie z przewidywaniami Ogólnej Teorii Względności (OTW) – kuriozalne czarne dziury.
Najpiękniejszy eksperyment
Choć Eddington nie wierzył w te tzw. “black holes” (nazwa popularna dopiero po śmierci Eddingtona, od lat 60. lub 70.), to był pierwszym poza kontynentalną Europą ekspertem w dziedzinie OTW i to dzięki jego wysiłkom udało się przeprowadzić weryfikujące tą teorię obserwacje tzw. ugięcia promieni świetlnych w pobliżu masywnego obiektu. Miało to miejsce 29 maja 1919 roku, podczas zaćmienia Słońca, a obserwacje wykazały zgodne z przewidywaniami teorii (w granicach błędu) ugięcie promieni o mniej niż 2 sekundy kątowe (mniej niż o 1/1800 stopnia). Podczas prezentacji tego wyniku Ludwig Silberstein próbował sprowokować Eddingtona nazywając go jednym z zaledwie trzech fizyków rozumiejących dobrze OTW (za pozostałych dwóch uważając siebie i samego Einsteina). Gdy wszyscy spodziewali się że Eddington skromnie zaprzeczy, zapytał on: “A kto jest tym trzecim?”.
Człowiek, który policzył atomy
Być może to właśnie podczas rowerowych wycieczek przyszła Eddingtonowi myśl, że cała struktura Kosmosu może być wywnioskowana na podstawie stałych mikroświata. Znając masy i ładunki podstawowych składników materii (jak się wówczas wydawało), czyli elektronu i protonu, Eddington był w stanie dojść do niezwykłego wyniku:
“Wierzę, że jest 15 747 724 136 275 002 577 605 653 961 181 555 468 044 717 914 527 116 709 366 231 425 076 185 631 031 296 protonów we Wszechświecie i tyle samo elektronów”.
Choć samo to stwierdzenie wydaje się dziś raczej śmieszne, to pomysły tego typu co jakiś czas odżywały w głowach wybitnych fizyków (np. Diraca, Weizsäckera), a możliwe powiązania mikroświata i poziomu kosmologicznego nikomu już nie wydają się dziwne.
Zdj. okładkowe: www.pixabay.com, OpenClipart-Vectors
Zdj. w tekście: George Grantham Bain Collection, Library of Congress Prints and Photographs Division Washington, D.C, domena publiczna.
Bibliografia:
- Cytat pochodzi z wykładu Eddingtona pt. “The Philosophy of Physical Science”, zawarty jest też w książce “The Physical Universe”.
- Helge Kragh, Wielkie spekulacje. Teorie i nieudane rewolucje w fizyce i kosmologii, tłum. Tomasz Lanczewski, Copernicus Center Press, Kraków 2016.
- Dziesięć najpiękniejszych eksperymentów z fizyki [online]. Wikipedia : wolna encyklopedia, 2020-11-19 19:51Z [dostęp: 2020-11-20]. Dostępny w Internecie: //pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Dziesi%C4%99%C4%87_najpi%C4%99kniejszych_eksperyment%C3%B3w_z_fizyki&oldid=61400434.