Edward Arthur Milne FRS [1] ( / m ɪ l n / ; 14 de febrero de 1896 - 21 de septiembre de 1950) fue un astrofísico y matemático británico. [2] [3] [4] [5] [6]
Milne nació en Hull , Yorkshire, Inglaterra. Asistió a Hymers College y desde allí ganó una beca abierta en matemáticas y ciencias naturales para estudiar en Trinity College, Cambridge en 1914, obteniendo la mayor cantidad de calificaciones jamás otorgadas en el examen. [ cita necesaria ] En 1916 se unió a un grupo de matemáticos liderados por AV Hill para el Ministerio de municiones que trabajaban en la balística de la artillería antiaérea, se les conoció como ′Brigantes de Hill′. Más tarde, Milne se convirtió en un experto en localización de sonido. [7] En 1917 se convirtió en teniente de la Reserva de Voluntarios de la Royal Navy. Fue miembro del Trinity College, Cambridge, 1919-1925, subdirector del observatorio de física solar , 1920-1924, profesor de matemáticas en Trinity, 1924-1925 y profesor universitario de astrofísica, 1922-1925. Fue profesor Beyer de matemáticas aplicadas , Universidad Victoria de Manchester , 1924-1928, antes de su nombramiento como profesor de Matemáticas Rouse Ball y de una beca en el Wadham College, Oxford , en 1928. El trabajo anterior de Milne fue en astrofísica matemática. Gran parte de su investigación en la década de 1930 se centró en la teoría de la relatividad y la cosmología . Su trabajo posterior, relacionado con la estructura interior de las estrellas, suscitó controversia. Milne fue presidente de la Real Sociedad Astronómica , 1943-1945. Durante la Segunda Guerra Mundial volvió a trabajar en balística.
Milne se casó con Margaret Scott Campbell el 26 de junio de 1928 en Withington , Manchester. Campbell, de Dornoch , Sutherland , Escocia, era hija de Hugh Fraser Campbell, un abogado en Aberdeen . El hermano de Milne, Geoffrey, entonces profesor de química agrícola en la Universidad de Leeds , fue el padrino. [8] Margaret Scott Milne murió el 5 de octubre de 1938 en Oxford . [9] Se casó en segundo lugar con Beatrice Brevoort Renwick, la tercera hija de William Whetten Renwick, el 22 de junio de 1940 en la iglesia de San Andrés , Oxford. [10] [11] William Whetten era sobrino del arquitecto estadounidense James Renwick Jr. y diseñó los Santos Pedro y Pablo , una catedral católica romana en Indianápolis , Indiana, Estados Unidos. [12] Beatrice Brevoort Milne murió en Oxford el 28 de agosto de 1945, con sólo 32 años. [13] Milne murió de un ataque al corazón en Dublín , Irlanda, mientras se preparaba para dar una serie de conferencias. Estos se pueden encontrar escritos en uno de sus últimos libros publicados: Modern Cosmology and the Christian Idea of God (1952).
En la década de 1920, gran parte de la investigación de Milne se centraba en las estrellas , en particular las capas exteriores conocidas como atmósferas estelares que producen la radiación observada desde la Tierra. Consideró una atmósfera gris , una aproximación simplificadora en la que la fuerza de absorción de la luz por el gas ionizado caliente es la misma en todas las longitudes de onda. Esto produjo predicciones de cómo varía la temperatura en la atmósfera, incluida la expresión matemática ahora conocida como ecuación de Milne. También calculó cómo varía la intensidad de la luz de una estrella con la longitud de onda basándose en este modelo. [14] [15]
Milne pasó a considerar el caso más realista en el que la intensidad de la absorción de luz por el gas dentro de las estrellas (expresada por el coeficiente de absorción) varía con la longitud de onda. Utilizando supuestos simplificadores, calculó cómo en el Sol la fuerza de la absorción depende de la longitud de onda. Sus resultados no pudieron explicarse adecuadamente en ese momento, pero más tarde se demostró que los iones de hidrógeno cargados negativamente (H − ) eran un importante contribuyente a los resultados de Milne. [15]
Milne, en colaboración con Ralph H. Fowler , estudió cómo la intensidad de las líneas espectrales de las estrellas depende de su tipo espectral. Para ello aplicaron el trabajo de Meghnad Saha sobre la ionización de gases en atmósferas estelares. [15]
Milne trabajó en las estructuras y el interior de las estrellas a finales de los años veinte y principios de los treinta. A menudo adoptó opiniones opuestas a las de Arthur Eddington . [15]
Desde principios de la década de 1930, los intereses de Milne se centraron cada vez más en la teoría de la relatividad y la cosmología . [dieciséis]
A partir de 1932 trabajó en el problema del "universo en expansión" y en Relatividad, gravitación y estructura mundial (1935) propuso una alternativa a la teoría de la relatividad general de Albert Einstein . Con McCrea (1934) también demostró que los tres modelos que forman los fundamentos de la cosmología moderna propuestos por primera vez por Friedmann (1922) utilizando la teoría general de la relatividad, también pueden derivarse utilizando únicamente la mecánica newtoniana. [17]
La alternativa de Milne a la teoría de la relatividad general basada en la cinemática se conoció como Relatividad Cinemática. Su teoría se basó en la teoría de la relatividad especial, pero no general. Por ello se la ha descrito como una "cosmología no relativista". [18] La teoría de Milne encontró oposición de otros, pero inspiró a los teóricos del estado estacionario. [19]
La principal diferencia entre el modelo de Milne de un universo en expansión y el modelo actual (de Einstein) de un universo en expansión fue que Milne no asumió a priori que el universo tiene una distribución homogénea de la materia. Tampoco incluyó la interacción gravitatoria en el modelo.
Milne argumentó que, en el contexto de la relatividad especial de Einstein y la relatividad de la simultaneidad, es imposible que un universo no estático sea homogéneo. Es decir, si el universo se está expandiendo, su densidad disminuye con el tiempo, y si dos regiones parecían tener la misma densidad al mismo tiempo para un observador, no parecerían tener la misma densidad al mismo tiempo para un observador. otro observador. Sin embargo, si cada observador mide su densidad local en el mismo momento acordado, la densidad medida debería ser la misma. En coordenadas minkowskianas, este tiempo propio constante forma una superficie hiperbólica que se extiende infinitamente hasta el cono de luz del acontecimiento de la creación. Esto es cierto incluso cuando el tiempo apropiado se acerca a 0, el tiempo de la creación. ¡El universo ya es infinito en el momento de la creación!
El modelo de Milne es, por tanto, el de una esfera, con una distribución de materia aproximadamente homogénea a varios miles de millones de años luz del centro, que luego aumenta hasta una densidad infinita. Se puede demostrar que esta densidad infinita es en realidad la densidad del universo en el momento del big bang. La distribución esférica es única porque es esencialmente la misma después de una transformación de Lorentz, excepto que hay una partícula estacionaria diferente en el centro. Como es la única distribución que tiene esta propiedad, es la única distribución que podría satisfacer el principio cosmológico de "ningún marco de referencia preferido". Basándose en este principio cosmológico, Milne creó un modelo que puede describirse completamente dentro de la geometría euclidiana.
En 1935, utilizando este modelo, Milne publicó una predicción de la radiación cósmica de fondo que parece ser de un carácter muy diferente al predicho por Eddington. De hecho, muchos pasajes de Relatividad, gravitación y estructura mundial están dedicados a atacar las ideas preconcebidas de Eddington.
Milne era un teísta cristiano . [20] [21] En 1950, Milne dio diez conferencias sobre cristianismo y cosmología para las conferencias de Edward Cadbury que fue invitado a dar en la Universidad de Birmingham . Las conferencias fueron publicadas en el libro Modern Cosmology and the Christian Idea of God , editado por Gerald James Whitrow y publicado en 1952. [20]
Milne era un evolucionista teísta que sostenía la opinión de que Dios interviene con "toques hábiles" para dirigir las mutaciones en la dirección correcta. [22]