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Arthur Stanley Eddington

Sir Arthur Stanley Eddington (Kendal, 28 dicembre 1882 – Cambridge, 22 novembre 1944) è stato un astrofisico inglese.

Fu uno dei più importanti astrofisici dell'inizio del XX secolo. Scoprì il limite che porta il suo nome (limite di Eddington) e che corrisponde alla luminosità massima che può avere una stella con una data massa, senza che essa inizi a perdere gli strati più alti della propria atmosfera.

È comunque conosciuto per le sue ricerche riguardanti la teoria della relatività. Fu grazie ad uno dei suoi articoli (Report on the relativity theory of gravitation), che gli studiosi di lingua inglese scoprirono la teoria della relatività generale di Albert Einstein, in quanto a causa della Prima guerra mondiale, gli articoli delle riviste tedesche erano pochissimo (o per niente) diffuse nel resto del mondo.

Biografia

Eddington nacque a Kendal in Inghilterra da una famiglia di Quaccheri. Dimostrò molto presto le sue inclinazioni per la matematica e vinse diversi premi e borse di studio fino al 1905 quando cominciò alcune ricerche presso il laboratorio Cavendish, seguite da ricerche matematiche (che interruppe rapidamente) ed infine ricevette un posto di lavoro al Reale Osservatorio di Greenwich. Qui venne immediatamente coinvolto in un progetto di ricerca iniziato nel 1900, riguardante le immagini fotografiche dell'asteroide 433 Eros. Il primo incarico riguardò l'analisi di queste immagini per determinare con precisione il valore della parallasse solare. Nel 1906, iniziò un suo studio statistico sul movimento delle stelle che gli fruttò un premio, ricevuto l'anno seguente.

Nel dicembre 1912, George Darwin, figlio di Charles Darwin e titolare della cattedra Plumiana, morì, ed Eddington fu designato a succedergli. Il titolare dell'altra cattedra di astronomia a Cambridge, la Lowndean chair, morì anch'egli e, nel corso dell'anno seguente Eddington divenne il direttore dell'osservatorio di Cambridge, diventando il responsabile dell'astronomia teorica e sperimentale a Cambridge.

Durante la Prima Guerra mondiale, Eddington fu richiamato per effettuare il servizio militare. Essendo quacchero e pacifista, rifiutò di andare sotto le armi e chiese di effettuare un servizio alternativo, che, a quei tempi, non era previsto. Alcuni amici scienziati intervennero in suo favore e riuscirono a farlo congedare per i suoi meriti scientifici. Nel 1915, ricevette tramite la Royal Astronomical Society gli articoli sulla relatività generale di Einstein e di de Sitter. Iniziò ad interessarsi a questo argomento in quanto la nuova teoria sembrava spiegare la precessione del perielio di Mercurio.

Dopo la guerra, Eddington partì alla volta di São Tomé e Príncipe dove il 29 maggio 1919 sarebbe stata visibile un'eclissi totale di sole. Secondo la teoria della relatività generale, una stella visibile in prossimità del Sole avrebbe dovuto apparire in una posizione leggermente più lontana verso l'esterno, poiché la luce avrebbe dovuto essere leggermente deviata a causa dell'attrazione gravitazionale esercitata dalla massa solare. Durante l'eclissi, Eddington fece numerose fotografie delle regioni situate sul bordo del sole. Le condizioni meteorologiche erano cattive e le immagini fotografiche furono di pessima qualità e di difficile interpretazione.

Nel suo quaderno di appunti Eddington comunque annotò:
   
« ... ho misurato una macchia che forniva dei risultati in accordo con Einstein. »

Questo risultato, la cui precisione fu controversa e messa in dubbio, fu comunque la prima conferma della teoria della relatività.

Eddington studiò anche la struttura del nucleo delle stelle, calcolandone la temperatura in funzione dell'energia necessaria a bilanciare la pressione esercitata dagli strati più vicini alla superficie. In questo modo riuscì ad elaborare la relazione fra massa e luminosità delle stelle, che è oggi chiamato limite di Eddington.

Calcolò anche l'abbondanza di idrogeno ed elaborò una teoria per spiegare le pulsazioni delle stelle variabili Cefeidi. I risultati di queste ricerche sono contenuti nel suo trattato The Internal Constitution of Stars (La costituzione interna delle stelle) pubblicato nel 1926.

Nel 1920, partendo da precise misure degli atomi effettuate da Francis Aston, fu il primo ad ipotizzare che la sorgente di energia delle stelle provenisse dalla fusione nucleare dell'idrogeno in elio. Questa teoria, rivelatasi poi corretta, fu causa di una lunga controversia con Sir James Jeans che sosteneva invece che l'energia derivava dalla contrazione della stella su sé stessa.

Negli anni successivi, e fino alla sua morte, si concentrò sempre con maggior fervore su quella che lui definiva la sua teoria fondamentale il cui scopo era l'unificazione della teoria quantistica, della teoria della relatività e le leggi della gravitazione, basandosi essenzialmente su un'analisi numerologica dei rapporti adimensionali fra le costanti fondamentali.

Partendo da argomenti di estetica e numerologia, Eddington asserì che la costante di struttura fine (che era stata stimata avere un valore di circa 1/136) valesse esattamente 1/136. Recenti misure hanno dimostrato che il valore è invece 1/137,035 999 11 (Mohr & Taylor (2002)). Quando nel 1938 le misure dimostrarono sempre più che il valore di questa costante si avvicinava a 1/137, Eddington cercò di spiegarlo collegando 137 al cosiddetto numero di Eddington, una sua stima del numero esatto di elettroni nell'Universo. Queste ipotesi furono tuttavia ritenute assai azzardate dagli studiosi dell'epoca.

Non riuscì a completare queste linee di ricerca in quanto morì nel 1944 a Cambridge.

Il suo libro Fundamental Theory fu pubblicato postumo nel 1946.

Negli ultimi anni della sua vita si oppose con veemenza alle teorie del giovane scienziato indiano Subrahmanyan Chandrasekhar riguardo alla massa massima di nane bianche, al di sopra della quale la stella implode e si trasforma in una stella di neutroni, in una stella di quark o in un buco nero. Le teorie di Chandrasekhar si sono rivelate esatte, e per questo motivo ha vinto il premio Nobel per la fisica nel 1983.

Eddington seppe rendere popolari le scienze scrivendo numerosi libri destinati ad un pubblico profano.
Molto nota è rimasta la sua straordinaria frase sulle scimmie dattilografe (in inglese Infinite Monkey Theorem) del 1929:

    "se un esercito di scimmie battesse per un tempo sufficiente sui tasti di macchine da scrivere, produrrebbe prima o poi tutti i libri del British Museum".