Жорж Леметр: Бельгийский священник и пионер космологии
Georges Lemaître
Жорж Леметр: бельгийский физик и священник, автор теории расширения Вселенной и «Большого взрыва». Открыл закон Хаббла-Леметра и оценил постоянную Хаббла.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Бельгийский ученый и католический священник (1894–1966), бельгийский физик и священник.
Belgian scientist and Catholic priest (1894–1966)
the Belgian physicist and priest
Жорж Анри Жозеф Эдуард Леметр (/l//ə/'m//ɛ//t//r//ə/ ləMETrə; ʒɔʁʒ ləmɛːtʁ; 17 июля 1894 – 20 июня 1966) был бельгийским католическим священником, теоретическим физиком, математиком, астрономом и профессором физики в Католическом университете Лувена. Он первым предположил, что удаление близлежащих галактик может быть объяснено расширением Вселенной, что вскоре после этого было подтверждено наблюдениями Эдвина Хаббла. Он впервые вывел "закон Хаббла", который сейчас называется законом Хаббла — Леметра Международным астрономическим союзом (IAU), и опубликовал первую оценку постоянной Хаббла в 1927 году, за два года до публикации Хаббла. Леметр также предложил "теорию Большого взрыва" о происхождении Вселенной, назвав её "гипотезой о первоначальном атоме", а позднее – "началом мира".
Georges Henri Joseph Édouard Lemaître (/l//ə/'/m//ɛ//t//r//ə/ ləMETrə; ʒɔʁʒ ləmɛːtʁ; 17 July 1894 – 20 June 1966) was a Belgian Catholic priest, theoretical physicist, mathematician, astronomer, and professor of physics at the Catholic University of Louvain. He was the first to theorize that the recession of nearby galaxies can be explained by an expanding universe, which was observationally confirmed soon afterwards by Edwin Hubble. He first derived "Hubble's law", now called the Hubble–Lemaître law by the IAU, and published the first estimation of the Hubble constant in 1927, two years before Hubble's article. Lemaître also proposed the "Big Bang theory" of the origin of the universe, calling it the "hypothesis of the primeval atom", and later calling it "the beginning of the world".
Ранние годы
Лемейтр родился в Шарлерое, Бельгия, и был старшим из четырех детей. Его отец, Жозеф Лемейтр, был состоятельным промышленным ткачом, а мать – Маргарита, урожденная Ланнуа. После классического образования в иезуитской средней школе, Коллеже Святого Сердца, в Шарлерое, Бельгия, он в 17 лет начал изучать гражданское строительство в Католическом университете Лёвена. В 1914 году он прервал учебу, чтобы служить офицером артиллерии в бельгийской армии на протяжении Первой мировой войны. По окончании боевых действий он был награжден Бельгийским военным крестом с пальмовыми ветвями. После войны он изучал физику и математику и начал готовиться к священству в епархии, а не в орден иезуитов. В 1920 году он получил докторскую степень, защитив диссертацию под названием «Приближение функций нескольких вещественных переменных» (l'Approximation des fonctions de plusieurs variables réelles), написанную под руководством Шарля де ла Валле Пуссена. 22 сентября 1923 года он был рукоположен в священники кардиналом Дезире Жозефом Мерсье. В 1923 году он стал научным сотрудником по астрономии в Кембриджском университете, проведя год в доме Святого Эдмунда (ныне колледж Святого Эдмунда, Кембриджский университет). Там он работал с Артуром Эддингтоном, квакером и физиком, который познакомил его с современной космологией, звездной астрономией и численным анализом. Следующий год он провел в обсерватории Гарвардского колледжа в Кембридже, штат Массачусетс, с Харлоу Шепли, недавно получившим признание за свои работы по туманностям, и в Массачусетском технологическом институте (MIT), где он поступил в аспирантуру по наукам.
Lemaître was born in Charleroi, Belgium, the eldest of four children. His father Joseph Lemaître was a prosperous industrial weaver and his mother was Marguerite, née Lannoy. After a classical education at a Jesuit secondary school, the Collège du Sacré Cœur, in Charleroi, in Belgium, he began studying civil engineering at the Catholic University of Louvain at the age of 17. In 1914, he interrupted his studies to serve as an artillery officer in the Belgian army for the duration of World War I. At the end of hostilities, he received the Belgian War Cross with palms. After the war, he studied physics and mathematics, and began to prepare for the diocesan priesthood, not for the Jesuits. He obtained his doctorate in 1920 with a thesis entitled l'Approximation des fonctions de plusieurs variables réelles (Approximation of functions of several real variables), written under the direction of Charles de la Vallée Poussin. He was ordained as a priest on 22 September 1923 by Cardinal Désiré Joseph Mercier. In 1923, he became a research associate in astronomy at the University of Cambridge, spending a year at St Edmund's House (now St Edmund's College, University of Cambridge). There he worked with Arthur Eddington, a Quaker and physicist who introduced him to modern cosmology, stellar astronomy, and numerical analysis. He spent the next year at Harvard College Observatory in Cambridge, Massachusetts, with Harlow Shapley, who had just gained renown for his work on nebulae, and at the Massachusetts Institute of Technology (MIT), where he registered for the doctoral program in the sciences.
Карьера
По возвращении в Бельгию в 1925 году он стал преподавателем на неполный рабочий день в Католическом университете Лувена и начал работу над докладом, который был опубликован в 1927 году в «Анналах Научного общества Брюсселя» под названием «Однородная Вселенная с постоянной массой и растущим радиусом, объясняющая радиальную скорость внегалактических туманностей», который впоследствии принес ему международную известность. В этом докладе он представил новую идею о расширении Вселенной, которую он вывел из общей теории относительности. Эта идея позже стала известна как закон Хаббла, хотя Леметр был первым, кто представил наблюдательную оценку постоянной Хаббла. Исходное состояние, которое он предложил, было принято за собственную модель Эйнштейна статической Вселенной конечного размера. Статья не имела большого влияния, поскольку журнал, в котором она была опубликована, не был широко читаем астрономами за пределами Бельгии. Артур Эддингтон, по сообщениям, помог перевести статью на английский язык в 1931 году, но часть, касающаяся оценки «постоянной Хаббла», не была включена в перевод по причинам, которые долгое время оставались неизвестными. Этот вопрос был прояснен в 2011 году Марио Ливио: Леметр сам исключил эти абзацы при переводе статьи для Королевского астрономического общества, отдав предпочтение сообщениям о более новых работах по этой теме, поскольку к тому времени расчеты Хаббла уже превзошли более ранние оценки Лемэтра. В то время Эйнштейн, не возражая против математики теории Лемэтра, отказался признать расширение Вселенной; Леметр вспоминал его комментарий: «Ваши расчеты верны, но ваша физика отвратительна». В том же году Леметр вернулся в MIT, чтобы представить свою докторскую диссертацию на тему «Гравитационное поле в жидкой сфере с равномерной инвариантной плотностью в соответствии с теорией относительности». Получив степень доктора философии, он был назначен ординарным профессором в Католическом университете Лувена. В 1931 году Артур Эддингтон опубликовал в «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» обширный комментарий к статье Лемэтра 1927 года, которую Эддингтон назвал «блестящим решением» выдающихся проблем космологии. Оригинальная статья была опубликована в сокращенном английском переводе позже в 1931 году вместе с продолжением Лемэтра, отвечающим на комментарии Эддингтона. Затем Лемэтра пригласили в Лондон для участия в собрании Британской ассоциации по вопросу о связи между физической Вселенной и духовностью. Там он предположил, что Вселенная расширяется из начальной точки, которую он назвал «Первобытным атомом». Он развил эту идею в докладе, опубликованном в журнале Nature. Теория Лемэтра впервые появилась в статье для широкой аудитории, посвященной науке и технике, в декабрьском выпуске журнала Popular Science за 1932 год. Теория Лемэтра стала более известна как «теория Большого взрыва», живописный термин, игриво придуманный во время радиопередачи BBC в 1949 году астрономом Фредом Хойлом, который был сторонником теории стационарной Вселенной и оставался им до своей смерти в 2001 году. Предложение Лемэтра встретило скептицизм со стороны его коллег-ученых. Эддингтон нашел идею Лемэтра неприятной. Эйнштейн считал ее необоснованной с физической точки зрения, хотя и призвал Лемэтра изучить возможность моделей неизотропного расширения, поэтому ясно, что он не полностью отвергал эту концепцию. Эйнштейн также оценил аргумент Лемэтра о том, что модель статической Вселенной Эйнштейна не может быть сохранена в бесконечном прошлом. Вместе с Мануэлем Сандовалом Валлартой Леметр обнаружил, что интенсивность космических лучей меняется с широтой, поскольку эти заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем Земли. В своих расчетах Леметр и Валларта использовали дифференциальный анализатор компьютера MIT, разработанный Ванневаром Бушем. Они также работали над теорией первичного космического излучения и применили ее к своим исследованиям магнитного поля Солнца и воздействия вращения галактики. Леметр и Эйнштейн встретились четыре раза: в 1927 году в Брюсселе во время конференции Солвея; в 1932 году в Бельгии во время цикла конференций в Брюсселе; в Калифорнии в январе 1933 года; и в 1935 году в Принстоне. В 1933 году в Калифорнийском технологическом институте, после того как Леметр подробно изложил свою теорию, Эйнштейн встал, аплодировал и, как утверждается, сказал: «Это самое красивое и удовлетворительное объяснение сотворения мира, которое я когда-либо слышал». Однако существуют разногласия относительно сообщения об этой цитате в газетах того времени, и возможно, Эйнштейн относился не к теории в целом, а только к предложению Лемэтра о том, что космические лучи могут быть остатками первоначального «взрыва». В 1933 году, когда он возобновил свою теорию расширяющейся Вселенной и опубликовал более подробную версию в «Анналах Научного общества Брюсселя», Леметр достиг наибольшего общественного признания. Газеты по всему миру назвали его известным бельгийским ученым и описали как лидера новой космологической физики. Также в 1933 году Леметр служил приглашенным профессором в Католическом университете Америки. 27 июля 1935 года он был назначен почетным каноником собора Малин кардиналом Йозефом Ван Роем. Он был избран членом Папской академии наук в 1936 году и принимал активное участие в ее работе, занимая пост ее президента с марта 1960 года до своей смерти. В 1941 году он был избран членом Королевской академии наук и искусств Бельгии. В 1950-х годах он постепенно сократил учебную нагрузку, полностью прекратив ее, когда вышел на пенсию в 1964 году. В 1962 году, решительно выступив против изгнания франкоязычных студентов из Католического университета Лувена, он вместе с Жераром Гарриттом создал движение ACAPSUL для борьбы с разделением. Во время Второго Ватиканского собора 1962–65 годов папа Иоанн XXIII попросил его войти в 4-ю сессию Папской комиссии по контролю над рождаемостью. Однако, поскольку состояние его здоровья не позволяло ему путешествовать в Рим (он перенес сердечный приступ в декабре 1964 года), Леметр отказался, выразив удивление тем, что его выбрали. Он сказал доминиканскому коллеге, отцу Анри де Риедматтену, что считает опасным для математика выходить за рамки своей области знаний. Он также был назначен домашним прелатом (Монсиньором) в 1960 году папой Иоанном XXIII.
On his return to Belgium in 1925, he became a part time lecturer at the Catholic University of Louvain and began the report that was published in 1927 in the Annales de la Société Scientifique de Bruxelles (Annals of the Scientific Society of Brussels) under the title "Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques" ("A homogeneous Universe of constant mass and growing radius accounting for the radial velocity of extragalactic nebulae"), that was later to bring him international fame. In this report, he presented the new idea that the universe is expanding, which he derived from General Relativity. This idea later became known as Hubble's law, even though Lemaître was the first to provide an observational estimate of the Hubble constant. The initial state he proposed was taken to be Einstein's own model of a finitely sized static universe. The paper had little impact because the journal in which it was published was not widely read by astronomers outside Belgium. Arthur Eddington reportedly helped translate the article into English in 1931, but the part of it pertaining to the estimation of the "Hubble constant" was not included in the translation for reasons that remained unknown for a long time. This issue was clarified in 2011 by Mario Livio: Lemaître omitted those paragraphs himself when translating the paper for the Royal Astronomical Society, in favour of reports of newer work on the subject, since by that time Hubble's calculations had already improved on Lemaître's earlier ones. At this time, Einstein, while not taking exception to the mathematics of Lemaître's theory, refused to accept that the universe was expanding; Lemaître recalled his commenting "Vos calculs sont corrects, mais votre physique est abominable" ("Your calculations are correct, but your physics is atrocious"). In the same year, Lemaître returned to MIT to present his doctoral thesis on The gravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory of relativity. Upon obtaining his Ph. D., he was named ordinary professor at the Catholic University of Louvain. In 1931, Arthur Eddington published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society a long commentary on Lemaître's 1927 article, which Eddington described as a "brilliant solution" to the outstanding problems of cosmology. The original paper was published in an abbreviated English translation later on in 1931, along with a sequel by Lemaître responding to Eddington's comments. Lemaître was then invited to London to participate in a meeting of the British Association on the relation between the physical universe and spirituality. There he proposed that the universe expanded from an initial point, which he called the "Primeval Atom". He developed this idea in a report published in Nature. Lemaître's theory appeared for the first time in an article for the general reader on science and technology subjects in the December 1932 issue of Popular Science. Lemaître's theory became better known as the "Big Bang theory," a picturesque term playfully coined during a 1949 BBC radio broadcast by the astronomer Fred Hoyle, who was a proponent of the steady state universe and remained so until his death in 2001. Lemaître's proposal met with skepticism from his fellow scientists. Eddington found Lemaître's notion unpleasant. Einstein thought it unjustifiable from a physical point of view, although he encouraged Lemaître to look into the possibility of models of non isotropic expansion, so it is clear he was not altogether dismissive of the concept. Einstein also appreciated Lemaître's argument that Einstein's model of a static universe could not be sustained into the infinite past. With Manuel Sandoval Vallarta, Lemaître discovered that the intensity of cosmic rays varied with latitude because these charged particles are interacting with the Earth's magnetic field. In their calculations, Lemaître and Vallarta made use of MIT's differential analyzer computer developed by Vannevar Bush. They also worked on a theory of primary cosmic radiation and applied it to their investigations of the Sun's magnetic field and the effects of the galaxy's rotation. Lemaître and Einstein met on four occasions: in 1927 in Brussels, at the time of a Solvay Conference; in 1932 in Belgium, at the time of a cycle of conferences in Brussels; in California in January 1933; and in 1935 at Princeton. In 1933 at the California Institute of Technology, after Lemaître detailed his theory, Einstein stood up, applauded, and is supposed to have said, "This is the most beautiful and satisfactory explanation of creation to which I have ever listened." However, there is disagreement over the reporting of this quote in the newspapers of the time, and it may be that Einstein was not referring to the theory as a whole, but only to Lemaître's proposal that cosmic rays may be the leftover artifacts of the initial "explosion". In 1933, when he resumed his theory of the expanding universe and published a more detailed version in the Annals of the Scientific Society of Brussels, Lemaître achieved his greatest public recognition. Newspapers around the world called him a famous Belgian scientist and described him as the leader of new cosmological physics. Also in 1933, Lemaître served as a visiting professor at The Catholic University of America. On July 27, 1935, he was named an honorary canon of the Malines cathedral by Cardinal Josef Van Roey. He was elected a member of the Pontifical Academy of Sciences in 1936, and took an active role there, serving as its president from March 1960 until his death. In 1941, he was elected a member of the Royal Academy of Sciences and Arts of Belgium. During the 1950s, he gradually gave up part of his teaching workload, ending it completely when he took emeritus status in 1964. In 1962, strongly opposed to the expulsion of French speakers from the Catholic University of Louvain, he created the ACAPSUL movement together with Gérard Garitte to fight against the split. During the Second Vatican Council of 1962–65 he was asked by Pope John XXIII to serve on the 4th session of the Pontifical Commission on Birth Control. However, since his health made it impossible for him to travel to Rome – he suffered a heart attack in December 1964 – Lemaître demurred, expressing surprise that he was chosen. He told a Dominican colleague, Père Henri de Riedmatten, that he thought it was dangerous for a mathematician to venture outside of his area of expertise. He was also named domestic prelate (Monsignor) in 1960 by Pope John XXIII.
Почести
17 марта 1934 года Лемейтр получил премию Франки, высшую бельгийскую научную награду, из рук короля Леопольда III. Номинаторами его кандидатуры были Альберт Эйнштейн, Шарль де ла Валле Пуссен и Александр де Хемптенн. В состав международного жюри входили Эддингтон, Лангевен, Теофиль де Дондер и Марсель Дехалу. В том же году он был удостоен медали Менделя Университета Вилланова. В 1936 году Лемейтр получил премию Жюля Жансена, высшую награду Французского астрономического общества. В 1950 году ему была присуждена еще одна награда, которой бельгийское правительство отмечает выдающихся ученых: десятилетняя премия за прикладные науки за период 1933–1942 годов. В 1953 году он получил первую медаль Эддингтона, учрежденную Королевским астрономическим обществом. В 2005 году Лемейтр занял 61-е место в телевизионном проекте VRT «De Grootste Belg» («Величайший бельгиец»). В том же году зрители телешоу RTBF «Les plus grands Belges» («Величайшие бельгийцы») отдали ему 78-е место. Позднее, в декабре 2022 года, телеканал VRT обнаружил в своих архивах утерянное 20-минутное интервью с Жоржем Лемейтром, записанное в 1964 году. Космолог Томас Хертог назвал его «жемчужиной». 17 июля 2018 года Google Doodle посвятил 124-й годовщине со дня рождения Жоржа Лемейтра. 26 октября 2018 года электронное голосование среди членов Международного астрономического союза поддержало предложение о переименовании закона Хаббла в закон Хаббла — Лемейтра 78% голосов.
On 17 March 1934, Lemaître received the Francqui Prize, the highest Belgian scientific distinction, from King Leopold III. His proposers were Albert Einstein, Charles de la Vallée Poussin and Alexandre de Hemptinne. The members of the international jury were Eddington, Langevin, Théophile de Donder and Marcel Dehalu. The same year he received the Mendel Medal of the Villanova University. In 1936, Lemaître received the Prix Jules Janssen, the highest award of the Société astronomique de France, the French astronomical society. Another distinction that the Belgian government reserves for exceptional scientists was allotted to him in 1950: the decennial prize for applied sciences for the period 1933–1942. In 1953, he was given the inaugural Eddington Medal awarded by the Royal Astronomical Society. In 2005, Lemaître was voted to the 61st place of De Grootste Belg ("The Greatest Belgian"), a Flemish television program on the VRT. In the same year he was voted to the 78th place by the audience of the Les plus grands Belges ("The Greatest Belgians"), a television show of the RTBF. Later, in December 2022, VRT recovered in its archives a lost 20 minute interview with Georges Lemaître in 1964, "a gem," says cosmologist Thomas Hertog. On 17 July 2018, Google Doodle celebrated Georges Lemaître's 124th birthday. On 26 October 2018, an electronic vote among all members of the International Astronomical Union voted 78% to recommend changing the name of the Hubble law to the Hubble–Lemaître law.