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KARL SCHWARZSCHILD

Karl Schwarzschild 1873-1916

   Catégorie : biographie
Mise à jour 01 juin 2013

Karl Schwarzschild est l'ainé d'une famille de six enfants. Son père, de religion juive, est un homme d'affaires prospère de Frankfurt.
Le jeune Karl peut ainsi jouir d'une enfance assez aisée et fréquenter des artistes et des musiciens, dès son jeune âge.
Sa curiosité pour les étoiles se manifeste dès ses premières années scolaires, lorsqu'il construit un petit télescope. Témoin de cet intérêt, son père le présente à un ami mathématicien qui a un observatoire privé. Schwarszchild apprend à utiliser un télescope et étudie les mathématiques avancées. À 16 ans, il publie deux articles sur les orbites des étoiles doubles.
En 1891, il entreprend deux ans d'études à l'Université de Strasbourg, où il développe sa maitrise de l'astronomie expérimentale. À 20 ans, il entre à l'Université de Munich et trois ans plus tard, il obtient un doctorat. Pendant ces années, il met au point un interféromètre à fentes multiples lui permettant de mieux séparer des étoiles doubles au télescope. Il est engagé en tant qu'assistant à l'Observatoire Kuffner à Ottakring où il se consacre principalement à la photométrie. Il accomplit alors un travail de pionnier pour améliorer les plaques photographiques et implanter leur utilisation en astronomie. Jusqu'à cette époque, la brillance d'une étoile était évaluée à l'œil.
En 1900, lors d'un congrès, il discute de la possibilité pour l'univers d'avoir une géométrie non euclidienne.
À la même époque, il s'intéresse aussi aux comètes et plus particulièrement au fait que leur queue est toujours orientée de façon opposée au Soleil. Utilisant le principe de pression de radiation, il démontre que le diamètre des particules composant la queue de la comète doit être entre 0,07 µ et 1,5 µ.
En 1907, cet astronome allemand est celui qui défini le premier, ce que l'on appelle aujourd'hui les trous noirs.
Alors qu'il est au front, pendant la première guerre mondiale, il propose une façon surprenante de résoudre les équations de la théorie générale de la relativité d'Einstein.

 

Entre deux calculs de trajectoires d'artillerie, Schwarzschild s'aperçoit qu'une énorme quantité de masse comme celle d'une étoile très dense, concentrée dans une toute petite zone, déformerait tant le tissu de l'espace temps que rien, pas même la lumière ne pourrait échapper à son champs gravitationnel.
Pendant plusieurs dizaines d'années les physiciens ont douté des calculs de l'allemand.
Cette idée resta à l'état d'une simple théorie. Mais aujourd'hui les télescopes spatiaux sondent l'espace et découvrent des régions avec un gigantesque champs gravitationnel. La plupart des scientifiques considèrent ces régions comme des trous noirs. La théorie de Schwarzschild semble être devenue réalité.
De cette étude relativiste sur la géométrie de l'espace autour d'une masse ponctuelle, dérive le "rayon de Schwarzschild" qui définit  l'horizon ou la frontière d'un trou noir. Cette distance est la distance au-delà de laquelle, ni la lumière, ni la matière ne peut échapper à la force gravitationnelle du trou noir.
Il s'intéresse aussi au transfert d'énergie près de la surface du Soleil, à l'électrodynamique et à l'optique géométrique.
En 1909, on lui offre le prestigieux poste de directeur de l'Observatoire de Postdam.
Toute sa vie, Schwarzschild s'efforce de rendre l'astronomie accessible à tous et de communiquer aux gens son amour pour cette science.
Ainsi, pendant les huit années où il est professeur à Göttingen, son cours d'astronomie populaire connait un tel succès que l'observatoire devient le lieu de rencontre d'une foule de personnes.
Grand amateur de plein air, il est un mordu du ski et d'alpinisme. Passionné du vol en ballon, il met au point un sextant spécialement adapté au vol.
Lorsque la guerre éclate, il s'enrôle comme volontaire. Affecté à l'artillerie, sur le front de Russie, il contracte une maladie incurable et il doit rentrer, en mars 1916.
Karl Schwarzschild meurt à Potsdam, cette même année, le 11 mai 1916.

 Karl Schwarzschild

Image : Karl Schwarzschild a défini le premier, ce que l'on appelle aujourd'hui les trous noirs en proposant une façon surprenante de résoudre les équations de la relativité générale d'Einstein.

Il est plus juste de dire "théorie générale de la relativité" que "théorie de la relativité générale", c'est la théorie qui est générale et non la relativité. La théorie générale étend la théorie restreinte de la relativité, à la gravitation.
Pour les puristes, la théorie générale de la relativité est une théorie relativiste de la gravitation élaborée entre 1907 et 1915 principalement par Albert Einstein. Marcel Grossmann et David Hilbert sont également associés à cette réalisation pour avoir aidé Einstein à franchir les difficultés mathématiques de la théorie. La théorie générale de la relativité énonce que la gravitation est la manifestation de la courbure de l'espace-temps, produite par la distribution de la matière et de l'énergie. La mesure de la courbure moyenne de l'espace-temps est égale à la mesure de la densité d'énergie (Gij = χ Tij) Gij est le tenseur d'Einstein qui représente la courbure de l'espace-temps en un point, Tij est le tenseur énergie-impulsion qui représente la contribution de toute la matière et énergie à la densité d'énergie en ce point du champ gravitationnel. χ est un simple facteur dimensionnel, permettant d'exprimer l'équation dans les unités usuelles et de faire correspondre l'équation à la réalité physique et à la valeur observée de la constante gravitationnelle.
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Chandrasekhar (1910-1995)
John Wheeler (1911-2008)
Stanley Miller (1930-2007)
Frank Drake (1930-
 

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