Robert Henry Dicke ( / ˈdɪk i / ; 6 de mayo de 1916 - 4 de marzo de 1997) fue un astrónomo y físico estadounidense que hizo importantes contribuciones a los campos de la astrofísica , la física atómica , la cosmología y la gravedad . [1] Fue profesor de ciencias Albert Einstein en la Universidad de Princeton (1975-1984). [2] [3] [4]
Nacido en St. Louis, Missouri , Dicke completó su licenciatura en la Universidad de Princeton y su doctorado, en 1939, en la Universidad de Rochester en física nuclear . Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en el Laboratorio de Radiación del Instituto Tecnológico de Massachusetts donde trabajó en el desarrollo del radar y diseñó el radiómetro Dicke , un receptor de microondas. Lo utilizó para fijar un límite de temperatura de la radiación de fondo de microondas , procedente del techo del Laboratorio de Radiación, de menos de 20 kelvin .
En 1946 regresó a la Universidad de Princeton, donde permaneció el resto de su carrera. Hizo algunos trabajos en física atómica, particularmente en el láser y en la medición de la relación giromagnética del electrón. Una contribución importante al campo de la espectroscopia y la transferencia radiativa fue su predicción del fenómeno llamado estrechamiento de Dicke: cuando el camino libre medio de un átomo es mucho menor que la longitud de onda de una de sus transiciones de radiación, el átomo cambia de velocidad y dirección muchas veces. durante la emisión o absorción de un fotón. Esto provoca un promedio sobre diferentes estados Doppler y da como resultado un ancho de línea atómico que es mucho más estrecho que el ancho Doppler. [5] El estrechamiento de Dicke se produce a presiones relativamente bajas en las regiones de ondas milimétricas y microondas (donde se utiliza en relojes atómicos para mejorar la precisión). El estrechamiento de Dicke es análogo al efecto Mössbauer de los rayos gamma.
En 1956, aproximadamente dos años antes de que Charles Hard Townes y Arthur Leonard Schawlow presentaran su solicitud de patente, Dicke presentó una patente titulada "Sistemas y métodos de generación de amplificación molecular" con reivindicaciones sobre cómo construir un láser infrarrojo y el uso de un resonador abierto y la La patente fue concedida el 9 de septiembre de 1958.
Pasó el resto de su carrera desarrollando un programa de pruebas de precisión de la relatividad general utilizando el marco del principio de equivalencia . En 1957, propuso por primera vez una teoría alternativa de la gravitación inspirada en el principio de Mach y la hipótesis de los grandes números de Paul Dirac . [6] En 1961, esto condujo a la teoría de la gravitación de Brans-Dicke, [7] desarrollada con Carl H. Brans , un principio de equivalencia que viola la modificación de la relatividad general. Un experimento destacado fue la prueba del principio de equivalencia de Roll, Krotkov y Dicke, que resultó 100 veces más precisa que los trabajos anteriores. [8] También realizó mediciones del achatamiento solar que fueron útiles para comprender la precesión del perihelio de la órbita de Mercurio , una de las pruebas clásicas de la relatividad general. [9]
Dirac había planteado la hipótesis de que debido a que la constante gravitacional G es aproximadamente igual a la edad inversa del universo en ciertas unidades, entonces G debe variar para mantener esta igualdad. Dicke se dio cuenta de que la relación de Dirac podría ser un efecto de selección : las leyes físicas fundamentales conectan G con la vida útil de las llamadas estrellas de secuencia principal , como el Sol, y estas estrellas, según Dicke, son necesarias para la existencia de vida. [10] En cualquier otra época, cuando la igualdad no se mantuviera, no habría vida inteligente alrededor para notar la discrepancia. Esta fue la primera aplicación moderna de lo que ahora se llama el principio antrópico débil .
A principios de la década de 1960, el trabajo sobre la teoría de Brans-Dicke llevó a Dicke a pensar en el Universo temprano, y con Jim Peebles volvió a derivar la predicción de un fondo cósmico de microondas (habiendo supuestamente olvidado la predicción anterior de George Gamow y sus compañeros de trabajo). . Dicke, con David Todd Wilkinson y Peter G. Roll, inmediatamente comenzaron a construir un radiómetro Dicke para buscar la radiación. Fueron precedidos por la detección accidental realizada por Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson (también usando un radiómetro Dicke ), que trabajaban en los Laboratorios Bell cerca de Princeton. [11] [12] Sin embargo, el grupo de Dicke hizo la segunda detección clara, y su interpretación teórica de los resultados de Penzias y Wilson mostró que las teorías del universo primitivo habían pasado de la pura especulación a la física bien probada. [13] [14]
En 1970, Dicke argumentó que el universo debe tener casi la densidad crítica de materia necesaria para detener su expansión para siempre. [15] Los modelos estándar del universo pasan por etapas dominadas por la radiación, la materia, la curvatura, etc. Las transiciones entre etapas son tiempos cósmicos muy especiales que a priori podrían diferir en muchos órdenes de magnitud. Dado que hay una cantidad no despreciable de materia, o estamos casualmente viviendo cerca de la transición hacia o desde la etapa dominada por la materia, o estamos en medio de ella; Se prefiere este último ya que las coincidencias son muy improbables (una aplicación del principio copernicano ). Esto implica una curvatura insignificante, por lo que el universo debe tener una densidad casi crítica. A esto se le ha llamado el argumento de la "coincidencia de Dicke". [16] De hecho, da la respuesta incorrecta, ya que parece que estamos viviendo en el momento de transición entre las etapas de materia y energía oscura . Weinberg dio una explicación antrópica del fracaso del argumento de Dicke . [17]
Dicke también fue responsable del desarrollo del amplificador lock-in , que es una herramienta indispensable en el campo de las ciencias aplicadas y la ingeniería. [18] Muchos de los experimentos de Dicke aprovechan el bloqueo de una forma u otra. [ cita necesaria ] Sin embargo, en una entrevista con Martin Harwit, afirma que aunque a menudo se le atribuye la invención del dispositivo; cree haber leído sobre ello en una reseña de equipos científicos escrita por Walter C. Michels, profesor de Bryn Mawr. [19] [20]
A Dicke también se le atribuye la invención de una especie de receptor de radio, llamado "receptor radiométrico Dicke" o simplemente "radiómetro Dicke", desarrollado por Dicke durante la Segunda Guerra Mundial. [21] Su radiómetro se caracterizó por una técnica de calibración de temperatura de ruido utilizando una resistencia conmutable, conocida como "Resistencia Dicke".
Dicke recibió la Medalla Nacional de Ciencias en 1978. [22] En 1973, recibió el Premio Comstock de Física de la Academia Nacional de Ciencias , de la que era miembro. [23] [24] También fue miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias y de la Sociedad Filosófica Estadounidense . [25] [26] Dicke fue nominado al Premio Nobel de Física varias veces. [27] Peebles terminó su propia Conferencia Nobel de 2019 con una declaración de decepción porque Dicke nunca había recibido el premio, y luego dijo: "Pero ahora estoy satisfecho porque mi Premio Nobel es el cierre de lo que Bob puso en marcha, su gran objetivo de estableciendo una física de la gravedad con base empírica, mediante el establecimiento de la cosmología relativista con base empírica". [28]
Dicke se casó con Annie Currie en 1942. Currie, de ascendencia escocesa , nació en Barrow-in-Furness en Inglaterra en 1920 y cuando era joven emigró a Rochester, Nueva York, vía Australia y Nueva Zelanda, de donde Annie tenía muy buenos recuerdos. .
Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, se le pidió a Dicke que ayudara en el esfuerzo bélico aplicando sus habilidades al desarrollo del radar en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Al final de la guerra, Dicke y Currie se mudaron a Princeton, Nueva Jersey, donde Robert estaba en la facultad de la Universidad de Princeton. Dicke murió allí el 4 de marzo de 1997. Currie continuó viviendo en Princeton hasta 2002. Durante los últimos años de su vida vivió en Hightstown, Nueva Jersey en Meadow Lakes Retirement Community hasta su muerte en 2005.
Tuvieron una hija, Nancy, nacida en 1945, y dos hijos, John, nacido en 1946 y James, nacido en 1953. En el momento de la muerte de Dicke, tenían seis nietos y un bisnieto. [29]
