カール・シュヴァルツシルト

伝記

カール・シュヴァルツシルトは、1873年10月9日にフランクフルト・アム・マインでユダヤ系ドイツ人の子として生まれた、ドイツの天文学者、天体物理学者で、現代の天体物理学の創始者の一人である。6人兄弟の長子で、弟にはアルフレート、ヘルマン、オットー、ローベルトがおり、妹クララは、スイスの天体物理学者で気象学者のローベルト・エムデンと結婚した。父モーゼス・マルティンは地元の実業界で活動し、母ヘンリエッテ・フランツィスカ・ザーベルは快活で温かい人だった。一家は芸術と文化への深い関心で知られていたが、科学の道に進んだのはカールが家族で最初だった。11歳までユダヤ系の学校に通い、神童と呼ばれた。ギムナジウム時代から天文学に関心を持ち、金を貯めて自分の望遠鏡を作る材料を買った。ユダヤ人共同体の学校の教師で、私設の天文台を持つエプシュタイン教授の息子ポールと親しくなり、望遠鏡の使い方や高等数学の原理を教わった。

最初の論文はわずか16歳で公表された。連星の軌道に関する天体力学の論文を2編書き、1890年に天文学会に発表された。1891年にシュトラスブルク大学に入学して実地の天文学に打ち込み、ミュンヘン大学に移った。1896年に、ポアンカレの理論を恒星の自転に応用する研究で博士号を得た。1897年から1899年にはウィーンのクフナー天文台で助手を務め、写真乾板を用いて恒星の見かけの等級を測る仕事に携わった。そこで写真材料の濃度を計算する式を導き、その指数は「シュヴァルツシルト指数」と呼ばれる。1900年には、すでに空間の幾何学が非ユークリッド的でありうることを考え、空間の曲率半径の下限について論じている。

1901年、28歳でゲッティンゲン大学の準教授および天文台長となり、ヒルベルト、クライン、ミンコフスキーらと仕事をする機会を得た。恒星内部のエネルギー輸送や、太陽大気の放射平衡に関する重要な論文を書き、多重スリットの干渉計を発明して近接連星の分離の測定に用いた。1905年の皆既日食では、太陽大気の化学組成の情報をもたらすスペクトル写真を得た。1909年にポツダム天体物理天文台の台長に就任し、1912年にはプロイセン科学アカデミーの会員となった。

1914年に第一次世界大戦が勃発すると、40歳を超えていたのに軍に入り、西部戦線と東部戦線の両方で戦って、中尉にまで昇進した。1915年、ドイツ軍の砲兵技術将校としてロシアで従軍中に、天疱瘡という痛くて稀な皮膚病に苦しむことになった。それでも、アインシュタインの一般相対性理論の重力方程式から導かれた最初の厳密解、「シュヴァルツシルトの解」を発見し、直後にアインシュタインに手紙を送った。論文は、アインシュタインが従軍中の彼に代わってアカデミーに提出した。この論文は、極めて高い質量があると空間が歪み、「シュヴァルツシルト半径」と呼ばれる領域の内側では光さえ抜け出せないことを示し、ブラックホールの存在を示唆していた。発表の4か月後、1916年5月11日に、従軍中の病気のために死去した。息子のマーティンは、アメリカの天体物理学者となり、恒星進化論の分野で功績を残した。月のクレーターは彼の名にちなんで命名されている。