Fritz Zwicky - Fritz Zwicky

Fritz Zwicky
ETH-BIB-Zwicky, Fritz (1898-1974) -Portr 01030.tif
Zwicky i 1947
Født 14. februar 1898
Varna , Bulgaria
Døde 8. februar 1974 (1974-02-08)(75 år)
Pasadena , California , USA
Statsborgerskap sveitsisk
Alma mater Swiss Federal Polytechnic
Kjent for Mørk materie , supernovaer , galakser som gravitasjonslinser , nøytronstjerner
Utmerkelser Presidents Medal of Freedom (1949)
Gullmedalje fra Royal Astronomical Society (1972)
Vitenskapelig karriere
Enger Astronomi
Institusjoner California Institute of Technology
Doktorgradsrådgiver Peter Debye og Paul Scherrer

Fritz Zwicky ( / t s v ɪ k i / ; tysk: [tsvɪki] ; 14.2.1898 - 8.2.1974) var en sveitsisk astronom . Han jobbet mesteparten av sitt liv ved California Institute of Technology i USA , hvor han ga mange viktige bidrag innen teoretisk og observasjonsastronomi. I 1933 var Zwicky den første som brukte virussetningen til å utlede eksistensen av usett mørk materie og beskrev det som " dunkle (kalte) Materie ".

Biografi

Fritz Zwicky ble født i Varna , Bulgaria , til en sveitsisk far og tsjekkisk mor. Faren hans, Fridolin (f. 1868), var en fremtredende industrimann i den bulgarske byen og tjente også som ambassadør for Norge i Varna (1908–1933). Faren Fridolin tegnet og bygde familiens Zwicky House i Varna. Fritz mor, Franziska Vrček (f. 1871), var en etnisk tsjekkisk i det østerriksk-ungarske riket . Fritz var den eldste av Zwicky -familiens tre barn: han hadde en yngre bror ved navn Rudolf og en søster, Leonie. Moren til Fritz døde i Varna i 1927. Faren Fridolin bodde og jobbet i Bulgaria til 1945, etter andre verdenskrig , da han kom tilbake til Sveits. Fritz søster Leonie giftet seg med en bulgarer fra Varna og tilbrakte hele livet i byen.

I 1904, i en alder av seks år, ble Fritz sendt til sine besteforeldre til far i familiens forfedre kanton Glarus , Sveits, for å studere handel. Interessene hans flyttet til matte og fysikk. Han fikk en avansert utdanning i matematikk og eksperimentell fysikk ved Swiss Federal Polytechnic (i dag kjent som ETH Zurich) i Zürich .

I 1925 emigrerte Zwicky til USA for å jobbe med Robert Millikan ved California Institute of Technology (Caltech) etter å ha mottatt det "internasjonale stipendiet fra Rockefeller Foundation". Han hadde et kontor nede i gangen fra Robert Oppenheimer .

Den tyske kollega Walter Baade hevder å ha blitt anklaget av Zwicky for å være nazist , og feilaktig iscenesatt klager om at han "fryktet" Zwicky. Ukjent for publikum var at Baade var redd, fordi han hadde oppkalt en galakse etter seg som ble oppdaget av Zwicky. Edwin Hubble korrigerte denne urettferdigheten og galaksen ble katalogisert som en Zwicky -galakse.

Zwicky utviklet en rekke kosmologiske teorier som har hatt stor innflytelse på forståelsen av universet vårt på begynnelsen av det 21. århundre. Han skapte begrepet "supernova" mens han fremmet begrepet nøytronstjerner. Fem år gikk før Oppenheimer publiserte sitt landemerkeoppslag som kunngjorde "nøytronstjerner".

Zwicky ble utnevnt til professor i astronomi ved Caltech i 1942. Han jobbet også som forskningsdirektør/konsulent for Aerojet Engineering Corporation (1943–1961), og som ansatt ved Mount Wilson Observatory og Palomar Observatory i det meste av sin karriere. Han utviklet noen av de tidligste jetmotorene og har mer enn 50 patenter, mange innen jetfremdrift. Han oppfant undervannsstrålen.

Personlige liv

I april 1932 giftet Fritz Zwicky seg med Dorothy Vernon Gates (1904-1991), medlem av en fremtredende lokal familie og en datter av California State Senator Egbert Gates . Pengene hennes var med på å finansiere Palomar -observatoriet under den store depresjonen . Nicholas Roosevelt , fetter av president Theodore Roosevelt, var hans svoger ved ekteskap med Tirzah Gates. Zwicky og Dorothy skilte seg i minnelighet i 1941.

I 1947 giftet Zwicky seg i Sveits med Anna Margaritha Zürcher. De hadde tre døtre sammen, Margrit, Franziska og Barbarina. Zwicky -museet på Landesbibliothek, Glarus , huser mange av hans artikler og vitenskapelige arbeider. Zwicky døde i Pasadena, California 8. februar 1974, og ble gravlagt i Mollis , Sveits.

Zwicky var ateist .

Han blir husket som både et geni og en forkynner . En av hans favoritt fornærmelser var å referere til mennesker som han ikke likte som "sfæriske jævler", fordi de, som han forklarte, var jævler uansett hvilken vei man så på dem.

Legacy

The Fritz Zwicky Stiftung (Foundation) ble etablert i Sveits for å bære på hans ideer knyttet til " Morfologisk analyse ". Stiftelsen publiserte en biografi om Zwicky på engelsk: Alfred Stöckli & Roland Müller: Fritz Zwicky - An Extraordinary Astrophysicist . Cambridge: Cambridge Scientific Publishers, 2011. En anmeldelse av boken er tilgjengelig fra Acta Morphologica Generalis .

Vitenskapelig arbeid

Minneplaten på huset i Varna der Zwicky ble født. Hans bidrag til forståelsen av nøytronstjernene og den mørke materien er eksplisitt nevnt.

Fritz Zwicky var en produktiv forsker og ga viktige bidrag på mange områder av astronomien.

Joniske krystaller og elektrolytter

Hans første vitenskapelige bidrag gjaldt ioniske krystaller og elektrolytter .

Supernovaer og nøytronstjerner

Sammen med kollega Walter Baade var Zwicky banebrytende og fremmet bruken av de første Schmidt-teleskopene som ble brukt i et fjelltoppobservatorium i 1935. I 1934 fant han og Baade ut begrepet " supernova " og antok at supernovaer var overgangen av normale stjerner til nøytron stjerner , samt opprinnelsen til kosmiske stråler . Dette var en oppfatning som bidro til å bestemme størrelsen og alderen på universet senere.

Til støtte for denne hypotesen begynte Zwicky å lete etter supernovaer, og fant totalt 120 av ham selv (og en til, SN 1963J , i konsert med Paul Wild ) over 52 år ( SN 1921B til SN 1973K ), en rekord som var til 2009 da bestått av Tom Boles. Zwicky utførte sitt møysommelige arbeid og sammenlignet fotografiske plater med det menneskelige øyet, noe som er langt mer utfordrende og vanskeligere enn Boles oppnådde ved å bruke moderne teknologi for sin rekord.

Gravitasjonslinser

I 1937 foreslo Zwicky at galakser kunne fungere som gravitasjonslinser av den tidligere oppdagede Einstein -effekten. Det var først i 1979 at denne effekten ble bekreftet ved observasjon av den såkalte "Twin Quasar" Q0957+561 .

Mørk materie

Mens han undersøkte Coma -galaksehopen i 1933, var Zwicky den første som brukte virussetningen for å oppdage eksistensen av en gravitasjonsanomali, som han kalte dunkle (kalte) Materie ' dark matter '. Gravitasjonsanomalien dukket opp på grunn av overdreven rotasjonshastighet for lysstoffet sammenlignet med den beregnede gravitasjonsattraksjonen i klyngen. Han beregnet gravitasjonsmassen til galaksene i klyngen ut fra de observerte rotasjonshastighetene og oppnådde en verdi som er minst 400 ganger større enn forventet fra deres lysstyrke. Den samme beregningen i dag viser en mindre faktor, basert på større verdier for massen av lysende materiale; men det er fortsatt klart at det store flertallet av materien korrekt ble antatt å være mørkt.

Sliten lys

Hovedartikkel: Sliten lys

Da Edwin Hubble oppdaget et noe lineært forhold mellom avstanden til en galakse og dens rødskift uttrykt som en hastighet, påpekte Zwicky umiddelbart at korrelasjonen mellom de beregnede avstandene til galakser og deres røde forskyvninger hadde en avvik som var for stor til å passe inn i avstandens feilmarginer . Han foreslo at rødhetseffekten ikke skyldtes bevegelser av galaksen, men et ukjent fenomen som fikk fotoner til å miste energi mens de reiste gjennom rommet. Han anså den mest sannsynlige kandidatprosessen for å være en drageffekt der fotoner overfører momentum til omgivende masser gjennom gravitasjonsinteraksjoner; og foreslo at det skulle gjøres et forsøk på å sette denne effekten på en god teoretisk basis med generell relativitet. Han vurderte og avviste også forklaringer som involverer interaksjoner med frie elektroner, eller utvidelse av rommet.

Zwicky var skeptisk til utvidelsen av plassen i 1929, fordi hastigheten målt på den tiden virket for stor. Det var først i 1956 at Walter Baade korrigerte avstandsskalaen basert på Cepheid -variable stjerner, og innledet de første nøyaktige målene for ekspansjonshastigheten. Kosmologisk rødforskyvning er nå konvensjonelt forstått som en konsekvens av utvidelsen av rommet ; et trekk ved Big Bang -kosmologien .

Morfologisk analyse

Zwicky utviklet en generalisert form for morfologisk analyse , som er en metode for systematisk å strukturere og undersøke det totale settet av relasjoner i multidimensjonale, vanligvis ikke-kvantifiserbare, problemkomplekser. Han skrev en bok om emnet i 1969, og hevdet at han gjorde mange av sine funn ved å bruke denne metoden.

Katalog over galakser og klynger

Hovedartikkel: Katalog over galakser og klynger av galakser

Zwicky brukte mye tid på jakten på galakser og produksjon av kataloger. Fra 1961 til 1968 publiserte han og hans kolleger en omfattende seks bindende katalog over galakser og klynger av galakser . De ble alle utgitt i Pasadena, av California Institute of Technology.

  1. Zwicky, F .; Herzog, E .; Wild, P. (1961), Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 1 , California Institute of Technology , Bibcode : 1961cgcg.book ..... Z
  2. Zwicky, F .; Herzog, E .; Wild, P. (1963), Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 2 , California Institute of Technology , Bibcode : 1963cgcg.book ..... Z
  3. Zwicky, F .; Herzog, E .; Wild, P. (1966), Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 3 , California Institute of Technology , Bibcode : 1966cgcg.book ..... Z
  4. Zwicky, F .; Herzog, E., Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 4 , California Institute of Technology
  5. Zwicky, F .; Karpowicz, M .; Kowal, CT (1965), Catalog of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 5 , California Institute of Technology , Bibcode : 1965cgcg.book ..... Z
  6. Zwicky, F .; Kowal, CT (1968), Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies , 6 , California Institute of Technology , Bibcode : 1968cgcg.bookR .... Z

Galakser i den opprinnelige katalogen kalles Zwicky -galakser , og katalogen vedlikeholdes og oppdateres i dag. Zwicky med kona Margaritha produserte også en viktig katalog over kompakte galakser, noen ganger kalt ganske enkelt Den røde bok .

Zwicky, F .; Zwicky, MA (1971), "Katalog over utvalgte kompakte galakser og post-eruptive galakser", Guemligen: Zwicky , Bibcode : 1971cscg.book ..... Z

Original tenker

Zwicky var en original tenker, og hans samtidige hadde ofte ingen måte å vite hvilken av ideene hans som ville fungere og hvilke som ikke ville. I et tilbakeblikkende blikk på Zwickys liv og virke sa Stephen Maurer:

Når forskere snakker om nøytronstjerner, mørk materie og gravitasjonslinser, starter de alle på samme måte: "Zwicky la merke til dette problemet på 1930 -tallet. Da hørte ingen ..."

Han feires for oppdagelsen av nøytronstjerner. Han foreslo også et konsept han kalte kjernefysiske nisser , som han beskrev som "et legeme med kjernetetthet ... bare stabilt under tilstrekkelig ytre press i en massiv og tett stjerne". Han mente at disse nissene kunne bevege seg i en stjerne og eksplodere voldsomt når de når mindre tette områder mot stjernens overflate, og tjener til å forklare utbruddsfenomener, for eksempel blussstjerner. Denne ideen har aldri fanget opp.

En anekdote som ofte ble fortalt om Zwicky, angår et uformelt eksperiment for å se om han kan redusere problemer med turbulens som hindrer en observasjonsøkt en kveld ved Mount Wilson observatorium . Han ba assistenten om å skyte en pistol ut gjennom teleskopspalten, i håp om at det ville bidra til å jevne ut turbulensen. Ingen effekt ble lagt merke til, men hendelsen viser hva slags lateral tankegang Zwicky var kjent for.

I et foredrag med en Caltech-doktorand Frank Malina , som opplevde noen problemer med å arbeide med en avhandling om egenskaper ved oksygen-bensin- rakettmotor , hevdet Fritz Zwicky at ingeniøren "måtte innse at en rakett ikke kunne operere i verdensrommet da den krevde atmosfæren skyv mot for å gi skyvekraft ". Zwicky innrømmet senere at han hadde tatt feil.

Han var også veldig stolt over arbeidet med å produsere de første kunstige meteorene . Han plasserte eksplosive ladninger i neskeglen på en V2 -rakett , for å detonere i stor høyde og skyte høyhastighets pellets av metall gjennom atmosfæren. De første forsøkene syntes å være feil, og Zwicky prøvde å prøve igjen med Aerobee -raketten . Forespørslene hans ble avvist, helt til Sovjetunionen lanserte Sputnik 1 . Tolv dager senere, 16. oktober 1957, lanserte Zwicky sitt eksperiment på Aerobee, og avfyrte vellykket pellets som var synlige fra Mount Palomar -observatoriet . Det antas at en av disse pellets kan ha rømt gravitasjonskraften på jorden og blitt det første objektet som ble skutt ut i en solbane.

Zwicky vurderte også muligheten for å omorganisere universet etter vår egen smak. I et foredrag i 1948 snakket han om å endre planeter eller flytte dem inn i solsystemet. På 1960 -tallet vurderte han til og med hvordan hele solsystemet kan flyttes som et gigantisk romskip for å reise til andre stjerner. Han mente at dette kan oppnås ved å skyte pellets inn i solen for å produsere asymmetriske fusjonseksplosjoner, og på denne måten trodde han at stjernen Alpha Centauri kan nås innen 2500 år.

Humanitær

Zwicky var en sjenerøs humanitær med stor bekymring for et bredere samfunn. Disse to sidene av hans natur kom sammen i kjølvannet av andre verdenskrig, da Zwicky jobbet hardt for å samle tonnevis av bøker om astronomi og andre emner, og sendte dem til krigsherjede vitenskapelige biblioteker i Europa og Asia.

Han hadde også et mangeårig engasjement med veldedige Pestalozzi Foundation of America, og støttet barnehjem. Zwicky mottok sin gullmedalje i 1955, som anerkjennelse for hans tjenester.

Zwicky elsket fjellene, og var en dyktig alpin klatrer.

Han var kritisk til politisk holdning fra alle sider i Midtøsten, og til bruk av atomvåpen i andre verdenskrig. Han mente at håpet for verden lå hos frie mennesker av god vilje som jobber sammen etter behov, uten institusjoner eller faste organisasjoner.

Heder

Publikasjoner

Zwicky produserte hundrevis av publikasjoner over en lang karriere, og dekket en stor mengde emner. Dette korte utvalget, med kommentarer, gir en forsmak på arbeidet hans.

Referanser

Kilder

Videre lesning

  • Freeman Dyson , "The Power of Morphological Thinking" (anmeldelse av John Johnson Jr., Zwicky: The Outcast Genius Who Unmasked the Universe , Harvard University Press , 2019, 352 s.), The New York Review of Books , vol. LXVII, nr. 1 (16. januar 2020), s. 42, 44. Freeman Dyson skriver (s. 42): "Endringen [rundt 1935] fra et fredelig til et voldelig syn på universet var et resultat av mange funn av mange forskere som brukte en forskjellige instrumenter, men en mann og ett instrument ga et stort bidrag til det. Mannen var Fritz Zwicky ... Instrumentet var et lite atten-tommers teleskop som han installerte nær toppen av Mount Palomar i California i 1935 ... Zwickys lille, billige teleskop var det andre bygget med et revolusjonerende design av Bernhard Schmidt ... i Tyskland .... Schmidt -teleskopet hadde en enorm fordel i forhold til andre teleskoper på den tiden: det fokuserte lys nøyaktig over et bredt synsfelt .... "
  • Winkler, Kurt, "Fritz Zwicky and the Search for Dark Matter", Swiss American Historical Society Review , vol. 50, nei. 2 (2014), s. 23-41.

Eksterne linker