Edward Arthur Milne – Wikipedia

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Edward Arthur Milne FRS[1] (; 14. Februar 1896 – 21. September 1950) war ein britischer Astrophysiker und Mathematiker.[2][3][4][5][6]

Biografie[edit]

Milne wurde in Hull, Yorkshire, England geboren. Er besuchte das Hymers College und erhielt von dort ein offenes Stipendium für Mathematik und Naturwissenschaften, um 1914 am Trinity College in Cambridge zu studieren.[citation needed] 1916 schloss er sich einer Gruppe von Mathematikern unter der Leitung von AV Hill für das Munitionsministerium an, die an der Ballistik von Flugabwehrgeschützen arbeiteten, die als “Hill’s Brigands” bekannt wurden. Später wurde Milne Experte für Schalllokalisierung.[7] 1917 wurde er Leutnant in der Royal Navy Volunteer Reserve. Er war von 1919 bis 1925 Fellow des Trinity College in Cambridge, 1920 bis 1924 stellvertretender Direktor des Observatoriums für Sonnenphysik, 1924 bis 1925 Mathematikdozent am Trinity und von 1922 bis 1925 Universitätsdozent für Astrophysik. Von 1924 bis 1928 war er Beyer-Professor für angewandte Mathematik an der Victoria University of Manchester, bevor er 1928 zum Rouse-Ball-Professor für Mathematik ernannt wurde und 1928 ein Stipendium am Wadham College in Oxford erhielt. Milnes frühere Arbeit beschäftigte sich mit mathematischer Astrophysik. Ein Großteil seiner Forschungen in den 1930er Jahren beschäftigte sich mit der Relativitätstheorie und der Kosmologie. Seine späteren Arbeiten, die sich mit der inneren Struktur von Sternen befassen, erregten Kontroversen. Milne war von 1943 bis 1945 Präsident der Royal Astronomical Society. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er erneut an der Ballistik.

Er starb an einem Herzinfarkt in Dublin, Irland, als er sich auf eine Vorlesungsreihe vorbereitete. Diese sind in einem seiner letzten veröffentlichten Bücher niedergeschrieben: Moderne Kosmologie und die christliche Gottesidee (1952).

Forschung zu stellaren Atmosphären und Strukturen[edit]

In den 1920er Jahren beschäftigte sich ein Großteil von Milnes Forschung mit Sternen, insbesondere mit den äußeren Schichten, die als Sternatmosphären bekannt sind und die von der Erde aus beobachtete Strahlung erzeugen. Er betrachtete eine graue Atmosphäre, eine vereinfachende Näherung, bei der die Stärke der Lichtabsorption durch das heiße ionisierte Gas bei allen Wellenlängen gleich ist. Dies führte zu Vorhersagen darüber, wie sich die Temperatur in der Atmosphäre ändert, einschließlich des mathematischen Ausdrucks, der heute als Milne-Gleichung bekannt ist. Auf der Grundlage dieses Modells berechnete er auch, wie sich die Lichtintensität eines Sterns mit der Wellenlänge ändert.[8][9]

Milne ging weiter, um den realistischeren Fall zu betrachten, bei dem die Stärke der Lichtabsorption durch Gas in Sternen (ausgedrückt durch den Absorptionskoeffizienten) mit der Wellenlänge variiert. Unter vereinfachenden Annahmen berechnete er, wie für die Sonne die Stärke der Absorption von der Wellenlänge abhängt. Seine Ergebnisse konnten damals noch nicht hinreichend erklärt werden, aber später negativ geladene Wasserstoffionen (H−) trugen wesentlich zu den Ergebnissen von Milne bei.[9]

Milne untersuchte in Zusammenarbeit mit Ralph H. Fowler, wie die Stärke der Spektrallinien von Sternen von ihrem Spektraltyp abhängt. Dabei wandten sie die Arbeit von Meghnad Saha über die Ionisierung von Gasen in Sternatmosphären an.[9]

Milne arbeitete in den späten 1920er und frühen 1930er Jahren an den Strukturen und Innenräumen von Sternen. Er vertrat oft Meinungen, die denen von Arthur Eddington entgegengesetzt waren.[9]

Kosmologie und Relativitätsforschung[edit]

Ab den frühen 1930er Jahren konzentrierten sich Milnes Interessen zunehmend auf Relativitätstheorie und Kosmologie.[10]

Ab 1932 beschäftigte er sich mit dem Problem des “expandierenden Universums” und in Relativität, Gravitation und Weltstruktur (1935), schlug eine Alternative zur allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein vor. Mit McCrea (1934) zeigte er auch, dass die 3 Modelle, die die Grundlagen der modernen Kosmologie bilden, die zuerst von Friedmann (1922) mit der allgemeinen Relativitätstheorie vorgeschlagen wurden, auch nur mit der Newtonschen Mechanik abgeleitet werden können.[11]

Milnes Alternative zur allgemeinen Relativitätstheorie auf der Grundlage der Kinematik war als kinematische Relativität bekannt. Seine Theorie baute auf der speziellen, aber nicht allgemeinen Relativitätstheorie auf. Aus diesem Grund wurde sie als “nichtrelativistische Kosmologie” bezeichnet.[12] Milnes Theorie stieß bei anderen auf Widerstand, inspirierte aber die Steady-State-Theoretiker.[13]

Relativität, Gravitation und Weltstruktur[edit]

Der Hauptunterschied zwischen dem Milne-Modell eines expandierenden Universums und dem aktuellen (Einsteins) Modell eines expandierenden Universums bestand darin, dass Milne nicht davon ausging a priori dass das Universum eine homogene Materieverteilung hat. Auch die Gravitationswechselwirkung hat er nicht in das Modell miteinbezogen.

Milne argumentierte, dass es im Kontext von Einsteins spezieller Relativität und der Relativität der Gleichzeitigkeit unmöglich ist, dass ein nichtstatisches Universum homogen ist. Wenn sich das Universum nämlich ausbreitet, nimmt seine Dichte im Laufe der Zeit ab, und wenn zwei Regionen gleichzeitig für einen Beobachter die gleiche Dichte aufweisen, würden sie für einen Beobachter nicht gleichzeitig die gleiche Dichte haben ein anderer Beobachter. Wenn jedoch jeder Beobachter seine lokale Dichte zum gleichen vereinbarten richtigen Zeitpunkt misst, sollte die gemessene Dichte gleich sein. In Minkowski-Koordinaten bildet diese konstante Eigenzeit eine hyperbolische Fläche, die sich unendlich bis zum Lichtkegel des Schöpfungsgeschehens erstreckt. Dies gilt selbst dann, wenn sich die Eigenzeit 0 nähert, die Zeit der Schöpfung. Das Universum ist bereits zur Schöpfungszeit unendlich!

Milnes Modell ist also das einer Kugel mit einer annähernd homogenen Materieverteilung innerhalb von mehreren Milliarden Lichtjahren um das Zentrum, die dann auf eine unendliche Dichte anwächst. Es kann gezeigt werden, dass diese unendliche Dichte tatsächlich die Dichte des Universums zum Zeitpunkt des Urknalls ist. Die sphärische Verteilung ist insofern einzigartig, als sie nach einer Lorentz-Transformation im Wesentlichen gleich ist, außer dass ein anderes stationäres Teilchen im Zentrum liegt. Da sie die einzige Verteilung mit dieser Eigenschaft ist, ist sie die einzige Verteilung, die das kosmologische Prinzip “kein bevorzugter Bezugssystem” erfüllen könnte. Basierend auf diesem kosmologischen Prinzip hat Milne ein Modell geschaffen, das vollständig innerhalb der euklidischen Geometrie beschrieben werden kann.

Ab 1935 veröffentlichte Milne mit diesem Modell eine Vorhersage der kosmischen Hintergrundstrahlung, die einen ganz anderen Charakter zu haben scheint als die von Eddington vorhergesagte. Tatsächlich sind viele Passagen in Relativität, Gravitation und Weltstruktur widmen sich dem Angriff auf Eddingtons Vorurteile.

Religiöse Ansichten[edit]

Milne war ein christlicher Theist.[14][15] 1950 hielt Milne zehn Vorlesungen über Christentum und Kosmologie für die Edward Cadbury-Vorlesungen, zu denen er an der University of Birmingham eingeladen wurde. Die Vorträge wurden im Buch veröffentlicht Moderne Kosmologie und die christliche Gottesidee, herausgegeben von Gerald James Whitrow und veröffentlicht 1952.[14]

Milne war ein theistischer Evolutionist, der die Ansicht vertrat, dass Gott mit „geschickten Berührungen“ eingreift, um Mutationen in die richtige Richtung zu lenken.[16]

Ehrungen[edit]

Auszeichnungen[edit]

Nach ihm benannt[edit]

Bücher von Milne[edit]

  • Thermodynamik der Sterne, Berlin: J. Springer, 1930.
  • Die Weißen Zwergsterne, Oxford: Clarendon Press, 1932.
  • Relativität, Gravitation und Weltstruktur, Oxford: Clarendon Press, 1935.
  • Das inverse quadratische Gravitationsgesetz, London: Harrison und Sohn, 1936.
  • Die Grundbegriffe der Naturphilosophie, Edinburgh: Oliver & Boyd, 1943.
  • Kinematische Relativität; eine Fortsetzung von Relativität, Gravitation und Weltstruktur, Oxford: Clarendon Press, 1948.
  • Vektorielle Mechanik, New York: Interscience Publishers, 1948.
  • Moderne Kosmologie und die christliche Gottesidee, Oxford: Clarendon Press, 1952.
  • Sir James Jeans: Eine Biografie, Cambridge University Press, 1952.

Siehe auch[edit]

  1. ^ McCrea, WH (1951). „Edward Arthur Milne. 1896-1950“. Nachrufe von Fellows der Royal Society. 7 (20): 420–426. mach:10.1098/rsbm.1951.0010. JSTOR 769028.
  2. ^ O’Connor, John J.; Robertson, Edmund F., “Edward Arthur Milne”, MacTutor Geschichte der Mathematik Archiv, Universität St. Andrews
  3. ^ McCrea, WH (1951). “Edward Arthur Milne”. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. 111 (2): 160–170. Bibcode:1951MNRAS.111R.160.. mach:10.1093/mnras/111.2.160a. Abgerufen 10. Juni 2016.
  4. ^ Plaskett, HH (1951). “Edward Arthur Milne”. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. 111 (2): 170–172. Bibcode:1951MNRAS.111R.160.. mach:10.1093/mnras/111.2.160a. Abgerufen 10. Juni 2016.
  5. ^ McCrea, WH (1950). “Edward Arthur Milne”. Das Observatorium. 70 (859): 225–232. Bibcode:1950Obs….70..225M. Abgerufen 10. Juni 2016.
  6. ^ “Nachruf: Edward Arthur Milne”. Zeitschrift der British Astronomical Association. 61 (3): 75–77. 1951. Bibcode:1951JBAA…61R..75. Abgerufen 10. Juni 2016.
  7. ^ Van der Kloot, W. (2011). ″Spiegel und Rauch: AV Hill, seine Räuber und die Wissenschaft der Flugabwehr im Ersten Weltkrieg.″ Anmerkungen Rec. R. Soc. Lange. 65: 393–410.
  8. ^ Chandrasekhar, S. (1980). „Die Milne-Lecture 1979 – Edward Arthur Milne: Sein Anteil an der Entwicklung der modernen Astrophysik“. Vierteljährliches Journal der Royal Astronomical Society. 21 (2): 93–107. Bibcode:1980QJRAS..21…93C. Abgerufen 12. Juni 2016.
  9. ^ ein b c d Taylor, RJ (1996). „EA Milne (1896-1950) und die Struktur der stellaren Atmosphären und stellaren Innenräume“. Vierteljährliches Journal der Royal Astronomical Society. 37 (3): 355–363. Bibcode:1996QJRAS..37..355T. Abgerufen 12. Juni 2016.
  10. ^ Whitrow, GJ (1996). “EA Milne und Kosmologie”. Vierteljährliches Journal der Royal Astronomical Society. 37 (3): 365–367. Bibcode:1996QJRAS..37..365W. Abgerufen 12. Juni 2016.
  11. ^ McCrea, WH; Milne, EA (1934). „Newtonsche Universen und die Krümmung des Raums“. Vierteljährliche Zeitschrift für Mathematik. 5: 73–80. Bibcode:1934QJMat…5…73M. CiteSeerX 10.1.1.630.3318. mach:10.1093/qmath/os-5.1.73. Diese Newtonsche Ableitung wird manchmal fälschlicherweise auch Friedmann zugeschrieben.
  12. ^ Nein, Mary Jo. (2003). Die Cambridge History of Science: Volume 5, The Modern Physical and Mathematical Sciences. Cambridge University Press. s. 529. ISBN 0-521-57243-6
  13. ^ Levy, Michael I. (2010). Das Universum: Ein historischer Überblick über Glaubenssätze, Theorien und Gesetze. Britannica Educational Publishing. s. 185. ISBN 978-1-61530-055-6
  14. ^ ein b McCrea, WH (1953). „Rezensierte Arbeit: Moderne Kosmologie und die christliche Idee von Gott von EA Milne“. Das Mathematische Amtsblatt. 37 (370): 137–139.
  15. ^ Maler, Alfred W. (1953). „Rezensierte Arbeit: Moderne Kosmologie und die christliche Idee von Gott von EA Milne“. Die Zeitschrift der Religion. 33 (2): 156.
  16. ^ Bowler, Peter J. (2001). Wissenschaft und Religion in Einklang bringen: Die Debatte im Großbritannien des frühen 20. Jahrhunderts. University of Chicago Press. s. 413. ISBN 0-226-06858-7
  17. ^ “EA Milne Center for Astrophysics, University of Hull – University of Hull”.

Verweise[edit]