ШВАРЦШИЛЬД, КАРЛ

ШВАРЦШИЛЬД, КАРЛ (Schwarzschild, Karl) (1873–1916), немецкий астроном, один из основоположников теоретической астрофизики. Родился 9 октября 1873 во Франкфурте-на-Майне (Германия). Рано проявил научные способности, опубликовав в 16 лет работу по небесной механике. В 1901 стал профессором и директором обсерватории Гёттингенского университета, затем – директором Потсдамской астрофизической обсерватории (1909–1916). В 1912 был избран членом Берлинской Академии наук и профессором Берлинского университета.

Шварцшильд выполнил пионерские исследования по теории звездных атмосфер и теории внутреннего строения звезд, важные работы в области практической астрофизики, звездной динамики, а также по теории относительности. Заложил основы точной фотометрии, разработал ряд методов и приспособлений, позволивших производить точные оценки блеска звезд по фотографиям; эмпирически установил закон, связывающий почернение на фотопластинке со временем экспозиции (закон Шварцшильда). В 1910–1912 составил точный каталог фотографических звездных величин 3500 звезд, ставший основой для статистических работ по оценке температур звезд и расстояний до них. Впервые установил нуль-пункт шкалы фотографических звездных величин, связав эту шкалу со шкалой визуальных величин. В 1899 обнаружил, что изменения блеска переменных звезд-цефеид сопровождаются изменениями их эффективной температуры.

В 1907 предложил закон эллипсоидального распределения скоростей звезд в Галактике для объяснения их наблюдаемых систематических движений. Теория Шварцшильда, ставшая альтернативой теории «двух потоков» Я.К.Каптейна, получила подтверждение после открытия вращения Галактики. В 1910–1912 ученый сформулировал общие интегральные уравнения звездной статистики, связывающие абсолютные и видимые характеристики звезд с их пространственной плотностью; дал общее полное решение этих уравнений.

В 1906 ввел концепцию лучистого равновесия звездной атмосферы, согласно которой перенос энергии в атмосфере в основном осуществляется излучением, при этом конвективный перенос пренебрежимо мал. Создал математическую теорию лучистого равновесия и разработал соответствующую модель строения звездной атмосферы. Развил теорию атомных спектров, предложенную Н.Бором. Независимо от А.Зоммерфельда вывел основные правила квантования, дал полную теорию эффекта Штарка (влияние электрического поля на свет), начал развивать квантовую теорию молекулярных спектров. В 1911 объяснил распределение яркости в хвосте кометы Галлея механизмом флуоресцентного свечения молекул.

В 1916 Шварцшильд впервые получил точное решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна, выражающее обобщенный закон всемирного тяготения для статического сферически-симметричного случая. Рассмотрел движение частиц и света в окрестности массивного невращающегося тела. Нашел выражение для критического («гравитационного», или «шварцшильдовского») радиуса тела, при котором свет не может покинуть его поверхность; фактически это было первое точное описание черной дыры.

Умер Шварцшильд в Потсдаме 11 мая 1916.