Nordström, Gunnar

Gunnar Nordström ( Finn. Gunnar Nordström , 12 mars 1881, Helsingfors  - 24 december 1923, Helsingfors ) - finsk teoretisk fysiker , författare till en av de första relativistiska gravitationsteorierna av skalärtyp (1912-1914). Nordströms teori betraktades på 1910-talet som ett seriöst alternativ till Einsteins allmänna relativitetsteori (1915), men bekräftades inte av observationer.

Under sitt korta liv publicerade Nordström 34 artiklar på tyska, holländska, finska och sitt modersmål svenska. Nordström äger också det första försöket (1915) att kombinera gravitations- och elektromagnetiska fält med hjälp av den fjärde rumsliga dimensionen . På detta sätt förutsåg han idéerna från Kaluza-Klein-teorin (1921) och andra versioner av den förenade fältteorin .

Biografi

Född 1881 i Helsingfors (nuvarande Helsingfors, då - det ryska riket ), i familjen Ernst Samuel Nordström och Alina Sophia Hearn. Min far var rektor för Konstindustriella högskolan. Nordström hade ytterligare en bror och fyra systrar [1] .

Från 1899 till 1905 studerade han vid Yrkeshögskolan , där han tog en ingenjörsexamen. Därefter studerade han vid Högskolan i Helsingfors i två år . I april 1906 anlände han till universitetet i Göttingen , med avsikt att studera fysikalisk kemi med Walter Nernst , men han blev intresserad av nya upptäckter inom fysiken, och först och främst av den speciella relativitetsteorin (SRT). I augusti 1907 återvände Nordström till Helsingfors och ägnade sig helt åt forskning inom området SRT och relativistisk elektrodynamik [2] .

1909 disputerade han på sin avhandling om "Energiekvation för det elektromagnetiska fältet för rörliga objekt". Året därpå blev han docent vid Helsingfors universitet och undervisade där fram till 1918 vid institutionen för teoretisk fysik. Under dessa år besökte han ofta kollegor i Göttingen, Zürich, Berlin, Wien och Leiden [3] .

Med Habers hjälp kunde jag ordna ett resetillstånd för Nordström till Finland... Nu vill han återvända till Nederländerna, men jag orkar tyvärr inte längre. Jag hoppas att du tar hand om det. Detta är mycket brådskande eftersom Nordström kommer att föda snart, om möjligt, i Nederländerna.

På höjden av första världskriget , 1916, kom Nordström med ett ryskt pass till Leiden (Nederländerna var ett neutralt land) för att arbeta för Ehrenfest . Han stannade i Leiden i tre år. Där träffade han en holländsk fysikstudent Cornelia van Leeuwen ( holländska.  Cornelia van Leeuwen ) och gifte sig snart med henne (1917). De fick tre barn: Svante Gunnar, Harald Gunnar och Saga Nel [4] [5] .

Under sin vistelse i Nederländerna höll Nordström en nära korrespondens med Einstein. Kommunikationerna mellan Leiden och Finland avbröts på grund av kriget, men den danske fysikern Niels Bohr hjälpte finländaren att få post. Einstein ordnade så att Nordström fick resa till Finland, men kunde inte få tillstånd från Finland att återvända till Nederländerna. Einsteins brev till Max Born (se ruta till höger) visar att Einstein bad Born att lösa denna fråga [3] .

Efter kriget gav Nordström upp sin professur vid universitetet i Berlin till förmån för Max Born och återvände med sin fru till (redan självständiga) Finland [5] .

Under perioden 1918-1923 undervisade Nordström i fysik och mekanik vid Finska Högre Tekniska Skolan , som den tidigare Yrkeshögskolan hette då. 1920 (och igen 1921 och 1922) rekommenderade Nordström, bland andra fysiker, till Nobelkommittén att Nobelpriset för innevarande år skulle ges till Albert Einstein.

Död 24 december 1923 av perniciös anemi . Kanske orsakades sjukdomen av exponering för radioaktiva ämnen , som han upprepade gånger experimenterade med [5] .

Vetenskaplig verksamhet

År 1912 publicerade Nordström en av de första relativistiska teorierna av skalärtyp om gravitation . Till skillnad från alla föregångare, inklusive Poincaré - Minkowski- teorierna , föreslog Nordström Lorentz-kovarianta ekvationer av gravitationsfältet; de var en fyrdimensionell generalisering av Poissons ekvation [6] . Ett kännetecken för Nordströms tillvägagångssätt var önskan att bibehålla ljushastighetens konstanta hastighet , som det var i SRT (för Einstein är ljusets hastighet oförändrad endast i frånvaro av gravitation) [7] .

Redan innan dess publicering skickade Nordström en kopia av artikeln till Einstein, och därefter uppstod en livlig korrespondens mellan dem. Einstein behandlade Nordström med djup respekt. Vid korrekturläsning rapporterade Nordström dessutom om Einsteins reaktion på denna tidning [6] .

Han kom fram till att konsekvenserna av en sådan teori inte kunde överensstämma med verkligheten. Han visar med ett enkelt exempel att, enligt denna teori, kommer något roterande system i ett gravitationsfält att få mindre acceleration än ett icke-roterande.

Sommaren 1913 besökte Nordström Zürich, där han träffade Einstein och diskuterade med honom hur gravitationsproblemet skulle gå till. Som ett resultat, i juli, förberedde Nordström en andra version av sin teori, också skalär, men redan i överensstämmelse med Einsteins ekvivalensprincip . Einstein uppskattade mycket den nya versionen av Nordstroms teori, men noterade flera av dess tvivelaktiga platser [8] .

Nordströms gravitationsteori förutsade ingen krökning av ljusstrålar i gravitationsfältet , och den ytterligare förskjutningen av Merkurius perihelion var inte bara 6 gånger mindre än den observerade, utan hade till och med motsatt tecken. Av dessa skäl förkastades Nordströms teori [9] . Efter att Einstein skapat tensorteorin om gravitation (1915), insåg Nordström dess fördelar, utvecklade Einsteins teori och publicerade flera artiklar om detta ämne, inklusive den allmänna relativistiska formuleringen av elasticitetsteorin , den exakta lösningen av Einsteins ekvationer för en laddad sfär ( Reissner-Nordströms lösning ) [10] , några aspekter av problemet med gravitationsenergi [11] .

I sin artikel från 1915 föreslog Nordström att man skulle lägga till en femte koordinat till den elektromagnetiska vektorpotentialen, som representerar den Newtonska gravitationspotentialen. Detta gjorde faktiskt att Maxwells ekvationer kunde skrivas i fem dimensioner; denna idé utvecklades senare i Kaluza-Klein-teorin , föregångaren till supersträngteorin [12] [11] .

Stora verk

Se även Publikationslista av Gunnar Nordström .

• Nordström G. Zur Elektrodynamik Minkowskis.— Phys. Ztschr., 1909, Bd. 10, S. 681-687.
• Nordström G. Zur elektromagnetischen Mechanik.— Phys. Ztschr., 1910, Bd. 11, S. 440-445.
• Nordström G. Zur Relativitätsmechanik deformierbarer Körper.— Phys. Ztschr., 1912, Bd. 12, S. 854-857.
• Nordström G. Relativitätsprinzip und Gravitation.—Phys. Ztschr., 1912, BU. 13, S. 1126-1129.
• Nordström G. Träge und schwere Masse in der Relativitätsmechanik.—Ann. Phys. 1913, bd. 40, S. 856-878.
• Nordström G. Zur Theorie der Gravitation vom Standpunkt des Relativitätsprinzips.—Ann. Phys., 1913, Bd. 42, S. 533-554.
• Nordström G. Die Fallgesetze und Planetbewegungen in der Relativitätstheorie. — Ann. Phys., 1914, Bd. 43, S. 1101-1110.
• Nordström, G. Über die Möglichkeit, das Elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereningen, Phys. Zeitschr. - 1914. - Vol. 15. S. 504-506.
• Nordström G. Über den Energiesatz in der Gravitationstheorie. Phys. Ztschr., 1914, Bd. 15, S. 375-380.
• Nordström G. Zur Elektrizitäts- und Gravitationstheorie.—Oefv. Finska Vet. soc. Foerh., 1914/1915, vol. 57 mem. 4, sid. 1-15.
• Nordström G. Über eine mögliche Grundlage einer Theorie der Materie.—Ibid., mem. 28, sid. 1-21.
• Nordström G. De gravitatietheorie van Einstein en de mechanica der continua van Herglotz.— Proc. Kon. Akad. Våt. Amsterdam, 1917, vol. 19, sid. 884.
• Nordström G. Iets över de massa av ett stoffligt system enligt de gravitatietheorie van Einstein.—Proc. Kon. Akad. Våt. Amsterdam, 1918, vol. 20, sid. 1076-1080.
• Nordström G. En en annan över energin av het tunga kraftsveld enligt de theorie van Einstein.—Ibid., sid. 1238-1241.
• Nordström G. Beräkning för eniga speciella fall enligt de gravitatieteori av Einstein.—Proc. Kon. Akad. Våt. Amsterdam, 1918, vol. 21, sid. 68-72.

Anteckningar

1. ↑ Alina Sofia Hirn.
2. ↑ Vizgin V.P., 1981 , sid. 180.
3. ↑ 1 2 3 Keskinen Raimo. http://web.archive.org/web/20160303182448/http://www.tieteessatapahtuu.fi/797/KESKINEN.pdfGunnar Nordström & Suomen Einstein  (fin.) .
4. ↑ Harald Gunnar Nordström . Hämtad 4 juni 2021. Arkiverad från originalet 17 juni 2021. (obestämd)
5. ↑ 1 2 3 Eva Isaksson .
6. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , sid. 100, 179.
7. ↑ Pais A., 1989 , sid. 223-224.
8. ↑ Vizgin V.P., 1981 , sid. 238-239, 247-248.
9. ↑ Vizgin V.P., 1981 , sid. 188, 251.
10. ↑ Nordström G. En en annan över energin från het tunga kraftsveld enligt de teorier av Einstein. Kon. Akad. v. Wetensch. till Amsterdam. Wis- en Nat. kund. Afd. 28, 1918; Om energin i gravitationsfältet i Einsteins teori. Proc. Kon. Ned. Akad. Våt. 20, 1238, 1918.
11. ↑ 1 2 Vizgin V.P., 1981 , sid. 253-254.
12. ↑ Nordström G. Über die Möglichkeit, das Elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereningen // Phys. Zeitschr. - 1914. - Vol. 15. - S. 504.

Litteratur

• Vizgin V.P. Relativistisk gravitationsteori. Ursprung och bildning. 1900-1915 — M  .: Nauka , 1981. — 352 sid.
• Pais A. Vetenskap och Albert Einsteins liv = "Subtil är Herren...": Vetenskapen och Albert Einsteins liv. — M .: Nauka, 1989. — 568 sid. — ISBN 5-02-014028-7 .
• Khramov Yu. A. Nordström Gunnar // Fysiker: Biografisk guide / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2:a, rev. och ytterligare — M  .: Nauka , 1983. — S. 199. — 400 sid. - 200 000 exemplar.

Länkar

• Isaksson, Eva. Gunnar Nordström (1881-1923) Gunnar Nordström (1881-1923)  (fin.) .
  • Engelsk version: Gunnar Nordström (1881-1923). Om gravitation och relativitet .  (Engelsk)

Tematiska platser	Matematisk släktforskning zbMATH Öppna
Ordböcker och uppslagsverk	Stor norsk Nationalbiografi Finland
I bibliografiska kataloger GND : 117587117 ISNI : 0000 0000 5183 4620 NTA : 201940329 LIBRIS : vs69flnd15xkz4r SUDOC : 202355926 VIAF : 62330456 WorldCat VIAF : 62330456