Scopri di più sulla vita di questo astrofisico inglese in questo blog post. È noto soprattutto per aver confermato la relatività di Einstein!
Chi era Arthur Eddington?
Sir Arthur Eddington è stato un importante astrofisico inglese dell’inizio del XX secolo. È forse più noto per la sua conferma osservativa della teoria generale della relatività di Einstein e della curvatura della luce dovuta alla gravità. La sua adozione precoce e le sue esposizioni popolari della relatività hanno contribuito a pubblicizzare la teoria e a diffonderne le idee nel mondo di lingua inglese. Tuttavia, egli contribuì anche a sviluppare la prima vera comprensione dei processi stellari e della struttura interna delle stelle e stabilì il limite di Eddington, che detta il limite naturale alla luminosità delle stelle.
Arthur Stanley Eddington nacque il 28 dicembre 1882 a Kendal, nell’Inghilterra settentrionale. Suo padre, un insegnante quacchero, morì di tifo quando Eddington aveva solo due anni e la famiglia si trasferì a Weston-super-Mare, dove Eddington fu allevato in relativa povertà. Dal 1893 al 1898 frequentò la Brynmelyn School, dove eccelse, in particolare in matematica e letteratura inglese.
I suoi risultati accademici gli valsero una borsa di studio all’Owens College di Manchester, nel 1898, dove si dedicò rapidamente alla fisica. Ottenne una laurea di prima classe in fisica nel 1902 e ricevette una borsa di studio per il Trinity College di Cambridge, dove fu istruito dall’eminente matematico R. A. Herman. Ottenuto il BA nel 1905, trascorse un periodo di ricerca sull’emissione termoionica presso il Cavendish Laboratory e insegnò matematica agli studenti del primo anno di ingegneria.
Nel 1906 Eddington passò all’astronomia quando fu nominato assistente capo dell’Astronomo Reale (allora William Christie) presso l’Osservatorio Reale di Greenwich. Sviluppò un nuovo metodo statistico basato sulla deriva apparente di due stelle di fondo, che gli valse il premio Smith nel 1907 e una borsa di studio al Trinity College di Cambridge. Nel 1913 fu promosso Plumian Professor di Astronomia e Filosofia sperimentale a Cambridge e l’anno successivo fu nominato Direttore dell’intero Osservatorio di Cambridge, oltre che Fellow della Royal Society.
Durante la Prima guerra mondiale, Eddington si batté affinché l’amarezza della guerra non si ripercuotesse sull’astronomia e, da pacifista quacchero, esortò ripetutamente gli scienziati britannici a conservare le amicizie e la collegialità che avevano prima della guerra con gli scienziati tedeschi. Quando infine fu chiamato per il servizio militare nel 1918, rivendicò lo status di obiettore di coscienza e solo il tempestivo intervento dell’Astronomo Reale, Frank Dyson, e di altre figure di spicco permise a Eddington di evitare la prigione per le sue opinioni.
In qualità di segretario della Royal Astronomical Society durante la prima guerra mondiale, Eddington fu uno dei primi a ricevere una serie di lettere e documenti dal fisico olandese Willem de Sitter riguardanti la nuova teoria generale della relatività di Albert Einstein. Eddington era uno dei pochi astronomi britannici con le capacità matematiche per comprendere correttamente la teoria (e disposto a seguire una teoria sviluppata da un fisico tedesco), e divenne rapidamente il principale sostenitore ed esponente della relatività in Gran Bretagna. Le osservazioni e le fotografie di Eddington di un’eclissi solare sull’isola africana di Príncipe nel 1919 confermarono effettivamente le previsioni di Einstein di un leggero spostamento della luce stellare causato dal campo gravitazionale del Sole. Questa verifica della curvatura della luce che passa vicino al Sole (come previsto dalla teoria della relatività) fu salutata all’epoca come una prova definitiva della relatività generale, anche se in realtà, a posteriori, era tutt’altro che conclusiva.
Nel 1916, Eddington iniziò a studiare le possibili spiegazioni fisiche delle stelle variabili Cefeidi e a sviluppare la prima vera comprensione dei processi stellari, estendendo il precedente lavoro di Karl Schwarzschild sulla pressione di radiazione e dimostrando che la pressione termica interna di una stella era necessaria per prevenire il collasso della sfera di gas indotto dalla gravità. Definì la cosiddetta luminosità di Eddington (o limite di Eddington) di una stella come il punto in cui la forza gravitazionale verso l’interno è uguale alla forza di radiazione continua verso l’esterno, assumendo l’equilibrio idrostatico e la simmetria sferica. Dimostrò che praticamente tutte le stelle, comprese le giganti e le nane, si comportavano come “gas ideali” e che la temperatura interna delle stelle doveva essere di diversi milioni (non migliaia) di gradi. Nel 1924 scoprì la relazione empirica massa-luminosità delle stelle, secondo la quale la luminosità di una stella è approssimativamente proporzionale alla massa totale alla potenza di 3,5.
Quando Eddington venne a conoscenza dell’articolo di Georges Lemaitre (1927), che postulava un universo in espansione o in contrazione, e del lavoro di Edwin Hubble sulla recessione delle nebulose a spirale, divenne rapidamente un entusiasta sostenitore della cosmologia dell’universo in espansione. Tuttavia, rifiutò il modello di cosmologia successivamente noto come Big Bang in quanto “troppo antiestetico e brusco”, preferendo la costante cosmologica di Einstein per spiegare l’evoluzione dell’universo da un universo statico newtoniano ed einsteiniano al suo attuale stato di espansione.
I libri e le conferenze di Eddington ebbero un’immensa popolarità tra il pubblico, soprattutto grazie alla sua esposizione chiara e divertente. Lo stesso Einstein suggerì che il libro di Eddington Teoria matematica della relatività del 1923 era “la migliore presentazione dell’argomento in qualsiasi lingua”. Il suo libro del 1926, La costituzione interna delle stelle, divenne un testo importante per la formazione di un’intera generazione di astrofisici. I suoi scritti popolari sulla relatività e sulla teoria quantistica lo resero, letteralmente, un nome familiare in Gran Bretagna tra le due guerre mondiali.
In seguito, Eddington (come Einstein, Dirac e altri) continuò a cercare quella che definì una “teoria fondamentale” che potesse unificare la teoria quantistica, la relatività e la gravitazione. Sebbene non abbia mai portato a termine questa ricerca prima della sua morte, alcune delle sue teorie provvisorie o abbandonate costituiscono la base di molti tentativi moderni di sviluppare una grande teoria unificata, e molte delle sue teorie più intuitive ed esplorative sono state successivamente confermate da osservazioni empiriche.
Eddington fu nominato cavaliere nel 1930 e insignito dell’Ordine al Merito nel 1938, oltre a molte altre onorificenze da parte di società astronomiche di tutto il mondo. Non si sposò mai. Morì a Cambridge, in Inghilterra, il 22 novembre 1944, all’età di 61 anni, e fu sepolto nel cimitero parrocchiale di Ascension, a Cambridge.
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