グンナー・ノルドシュトルム

グンナー・ノルドシュトルム（1881年3月12日 - 1923年12月24日）は、20世紀初頭に活躍したフィンランドの理論物理学者です。

彼の物理学研究のキャリアは、アルベルト・アインシュタインが一般相対性理論を提唱し、重力に関する新たな理解が進められていた時代と重なります。ノルドシュトルムは、この時代の物理学において独自の貢献を果たし、特に重力理論や電磁気学との統一に関する研究で知られています。

ライスナー＝ノルドシュトルムの解

ノルドシュトルムの最も重要な業績の一つに、「ライスナー＝ノルドシュトルムの解」と呼ばれる時空の幾何学的な記述があります。これは、質量に加えて電荷も持つ天体や物体の周囲に存在する重力場と電磁場を同時に扱う、アインシュタインの場の方程式（またはそれに類する理論の場の方程式）の数学的に厳密な解です。ドイツの物理学者ハンス・ライスナーが、点電荷の場合の場の方程式の解をすでに導出していました。ノルドシュトルムは、ライスナーの研究成果を受けて、この解を、より現実的なモデルである球対称に電荷が分布した物体の場合へと拡張することに成功しました。この解は、質量と電荷の両方を持つタイプのブラックホールの理論的な存在を示唆し、「ライスナー・ノルドシュトルム・ブラックホール」として現在でも宇宙物理学や相対性理論の研究において参照されています。

統一理論への試み

ノルドシュトルムはまた、自然界の基本的な力である重力と電磁気力を一つの理論体系で記述しようとする先駆的な研究にも取り組みました。1914年には、従来の四次元時空（三次元空間と一次元時間）に新たな空間次元を加えて考えることで、重力と電磁気の現象を統一的に説明できる可能性を探りました。この多次元空間を用いた力の統一という発想は、後の物理学の発展に大きな影響を与えました。具体的には、スウェーデンの物理学者テオドール・カルツァやドイツの物理学者オスカル・クラインによって研究が発展させられ、「カルツァ＝クライン理論」として知られるようになりました。ノルドシュトルムのこの業績は、物理学における統一理論研究の歴史において、初期の重要な一歩として位置づけられています。

経歴

ノルドシュトルムはヘルシンキ大学で物理学を学び、学位を取得しました。その後、彼は約二年間、理論物理学の国際的な研究拠点の一つであったオランダのライデン大学で研究生活を送りました。このライデン滞在中に、彼はハンス・ライスナーの研究に触発され、ライスナー＝ノルドシュトルムの解を導出するに至ったと考えられています。1918年にはフィンランドに帰国し、母校であるヘルシンキ大学の教授に就任しました。しかし、彼は残念ながら比較的若くしてこの世を去りました。その短い研究期間にもかかわらず、グンナー・ノルドシュトルムは相対性理論や統一理論といった現代物理学の基礎を築く上で、確かな足跡を残した物理学者として記憶されています。

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