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 al Hymers College y desde allí ganó una beca abierta en matemáticas y ciencias naturales para estudiar en el Trinity College, Cambridge en 1914, obteniendo la mayor cantidad de calificaciones que se había otorgado en el examen. [ cita requerida ] En 1916 se unió a un grupo de matemáticos dirigido por AV Hill para el Ministerio de municiones que trabajaban en la balística de la artillería antiaérea, que se hicieron conocidos como "Hill's Brigands". 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 Marina Real. Fue miembro del Trinity College de Cambridge entre 1919 y 1925, subdirector del observatorio de física solar entre 1920 y 1924, profesor de matemáticas en el Trinity College entre 1924 y 1925 y profesor universitario de astrofísica entre 1922 y 1925. Fue profesor Beyer de matemáticas aplicadas en la Universidad Victoria de Manchester entre 1924 y 1928, antes de ser nombrado profesor Rouse Ball de matemáticas y de obtener una beca en el Wadham College de Oxford en 1928. Los primeros trabajos de Milne fueron 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, centrado en la estructura interior de las estrellas, suscitó controversia. Milne fue presidente de la Royal Astronomical Society entre 1943 y 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 de boda. [8] Margaret Scott Milne murió el 5 de octubre de 1938 en Oxford . [9] Se casó en segundas nupcias 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 la catedral católica romana de San Pedro y San Pablo en Indianápolis , Indiana, Estados Unidos. [12] Beatrice Brevoort Milne murió en Oxford el 28 de agosto de 1945, con tan solo 32 años. [13] Milne murió de un ataque cardíaco en Dublín , Irlanda, mientras se preparaba para dar una serie de conferencias. Estas se pueden encontrar escritas en uno de sus últimos libros publicados: Cosmología moderna y la idea cristiana de Dios (1952).
En la década de 1920, gran parte de la investigación de Milne se centró en las estrellas , en particular en las capas externas 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 la 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 a través de la atmósfera, incluida la expresión matemática ahora conocida como la ecuación de Milne. También calculó cómo varía la intensidad de la luz de una estrella con la longitud de onda sobre la base de este modelo. [14] [15]
Milne pasó a considerar el caso más realista en el que la fuerza de absorción de la luz por el gas dentro de las estrellas (expresada por el coeficiente de absorción) varía con la longitud de onda. Utilizando suposiciones simplificadoras, calculó cómo, en el caso del Sol, la fuerza de 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 con carga negativa (H − ) eran un contribuyente importante 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 los gases a las atmósferas estelares. [15]
Milne trabajó en las estructuras e interiores de las estrellas a finales de la década de 1920 y principios de la de 1930. 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 . [16]
A partir de 1932 trabajó en el problema del "universo en expansión" y en Relatividad, gravitación y estructura del mundo (1935) propuso una alternativa a la teoría de la relatividad general de Albert Einstein . Junto con McCrea (1934) también demostró que los tres modelos que forman las bases 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 conocía como relatividad cinemática. Su teoría se basaba en la teoría de la relatividad especial, pero no en la general. Por ello, se la ha descrito como una "cosmología no relativista". [18] La teoría de Milne encontró oposición por parte 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 (el de Einstein) de un universo en expansión es que Milne no supuso a priori que el universo tiene una distribución de materia homogénea. 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 parecen tener la misma densidad al mismo tiempo para un observador, no parecerán tener la misma densidad al mismo tiempo para otro observador. Sin embargo, si cada observador mide su densidad local en el mismo tiempo propio 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 evento de la creación. Esto es cierto incluso cuando el tiempo propio se acerca a 0, el momento 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 en el sentido de que es esencialmente la misma después de una transformación de Lorentz, excepto que una partícula estacionaria diferente se encuentra en el centro. Como es la única distribución que tiene esta propiedad, es la única distribución que podría satisfacer el principio cosmológico de "no hay marco de referencia preferido". Basándose en este principio cosmológico, Milne creó un modelo que puede describirse completamente dentro de la geometría euclidiana.
A partir de 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 del mundo están dedicados a atacar las preconcepciones de Eddington.
Milne era un teísta cristiano . [20] [21] En 1950, Milne dio diez conferencias sobre cristianismo y cosmología para las conferencias 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]