הצגת המקור של הדף "קרל שוורצשילד"

{{מדען
|שם=קרל שוורצשילד
|שם בשפת המקור=Karl Schwarzschild
|תאריך לידה=[[9 באוקטובר]] [[1873]]
|תאריך פטירה=[[11 במאי]] [[1916]]
|תמונה=[[קובץ:Schwarzschild.jpg|קרל שוורצשילד|150px]]
|כיתוב=קרל שוורצשילד
|תרומות עיקריות=פתרון [[תורת היחסות הכללית#משוואות השדה של איינשטיין|משוואות השדה של איינשטיין]], קביעת [[רדיוס שוורצשילד]] המאפיין את [[אופק אירועים|אופק האירועים]] של [[חור שחור|חורים שחורים]].
|ענף מדעי=[[פיזיקה]], [[אסטרונומיה]]
|הערות=אביו של ה[[אסטרופיזיקאי]] [[מרטין שוורצשילד]] {{אנ|Martin Schwarzschild}}
|מדינה=[[גרמניה]]}}
'''קרל שוורצשילד''' (ב[[גרמנית]]: '''Karl Schwarzschild''';{{כ}} [[9 באוקטובר]] [[1873]] – [[11 במאי]] [[1916]]) היה [[פיזיקאי]] ו[[אסטרונום]] [[יהדות גרמניה|יהודי-גרמני]], שנודע בעיקר במציאת הפתרון המדויק הראשון ל[[תורת היחסות הכללית#משוואות השדה של איינשטיין|משוואות השדה של איינשטיין]], שהגדיר את מאפייני החומר ב[[כוכב]]ים מסיביים ובפרט את גודלו של [[רדיוס שוורצשילד]] - רדיוסו של [[אופק אירועים|אופק האירועים]] המקיף [[חור שחור]].

שוורצשילד פרסם את הפתרון שמצא בשנת [[1915]], השנה בה פרסם [[אלברט איינשטיין]] את [[תורת היחסות הכללית]]. הפתרון מתייחס למקרה ספציפי של גוף כדורי שאינו [[סיבוב עצמי של כוכב|מסתובב על צירו]]. לפיתוח הפתרון יצר שוורצשילד [[מערכת קואורדינטות]] ו[[מטריקה]] מיוחדות הנקראות על שמו '''קואורדינטות שוורצשילד''' ו[[מטריקת שוורצשילד]] ובעזרתן ניתן לנסח פתרון מדויק למשוואות השדה של איינשטיין. איינשטיין, שהשתמש במערכת קואורדינטות רגילה, הצליח עד אז לנסח פתרונות [[קירוב|מקורבים]] בלבד.

כשנה לאחר פרסום הפתרון נפטר שוורצשילד ממחלת ה[[פמפיגוס]] ה[[מחלה אוטואימונית|אוטואימונית]], שבה לקה במהלך שירותו הצבאי.

==חייו==
נולד ב[[פרנקפורט]] להנרייטה זבל ולמוזס מרטין, איש עסקים [[יהודי]] ממשפחת שוורצשילד-הוכס שהתגוררה בעיר מאז המאה ה-16. למד בבית-ספר יסודי יהודי עד גיל 11 ואחר כך בתיכון העירוני. נחשב ל[[ילד פלא]], ובטרם גיל 16 פרסם שני מאמרים בתחום ה[[אסטרונומיה]]. 

למד ב[[אוניברסיטת שטרסבורג]] וב[[אוניברסיטת מינכן]], וקיבל תואר דוקטור מהאחרונה בשנת 1896, בהיותו בן 23. בשנת 1897 החל לעבוד ב[[מצפה כוכבים]] ליד [[וינה]] ובשנת 1901 קיבל משרת פרופסור ב[[אוניברסיטת גטינגן]], שם עבד עם [[דויד הילברט]] ו[[הרמן מינקובסקי]] וניהל את [[מצפה כוכבים|מצפה הכוכבים]] של המוסד.

בשנת 1909 עבר לעבוד במצפה הכוכבים של [[פוטסדאם]] ובשנת 1912 התקבל כחבר האקדמיה הפרוסית הממלכתית למדעים. 

עם פרוץ [[מלחמת העולם הראשונה]] התגייס לצבא הגרמני למרות גילו (41) ושירת בכוחות ה[[ארטילריה]] בחזית המערבית ובחזית המזרחית. במהלך השירות בחזית הרוסית בשנת [[1915]] החל לסבול מ[[מחלה אוטואימונית]] נדירה בשם [[פמפיגוס]] הפוגעת ב[[עור]] וגורמת לכאבים קשים.

על אף תנאי השירות ומחלתו, הספיק שוורצשילד לכתוב בזמן המלחמה שלושה מאמרים חשובים, שניים בתחום של תורת היחסות הכללית ואחד בתחום של [[תורת הקוונטים]]. מאמריו בתחום היחסות הכללית נתנו את הפתרון המדויק הראשון של משוואות השדה של איינשטיין. כשנה מאוחר יותר הביאה המחלה למותו. בצוואתו ביקש מאשתו שלא לספר לילדיהם על יהדותם עד שיגיעו לבגרות.{{הערה|1=[[ליאו קורי]], "[http://www.tau.ac.il/~corry/publications/articles/zmanim.html מתמטיקאים יהודים בגטינגן: 1895-1933]", '''[[זמנים (כתב עת)|זמנים]]''', אביב 1999.}}

ה[[אסטרואיד]] {{אנ|837 Schwarzschilda}} שהתגלה על ידי [[מקס וולף]] ב-1916, נקרא על שמו. כמו כן יש מכתש בירח שנקרא על שמו.{{הערה|{{cite book|url=https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-3-540-29925-7_838 |title=(837) Schwarzschilda In: Dictionary of Minor Planet Names |publisher=Springer |date=2003 |ISBN=978-3-540-29925-7 |doi=10.1007/978-3-540-29925-7_838}}}}

=== משפחה ===
בשנת 1909 התחתן עם זופי לואיז אליזבת, בתם של פרנציסקה לבית מרקל ואנטון פרידריך יוליוס רוזנבך{{הערה|[https://www.geni.com/people/Else-Schwarzschild/6000000015971653724 אלזה זופי לואיז אליזבת שוורצשילד] {{אנגלית}} באתר [[Geni]]}} - פרופסור ל[[כירורגיה]] מאוניברסיטת גטינגן בה עבד גם שוורצשילד, ונכדתו של ה[[כימאי]] [[פרידריך ולר]]. 

לזוג נולדו שלושה ילדים: הבת אגתה ת'ונאן (1910-2006), היגרה ל[[בריטניה]] עם [[עליית הנאצים לשלטון]] בשנת 1933, ובשנת 1948 עברה ל[[דנידין (ניו זילנד)|דנידין]]  שב[[ניו זילנד]], בה כיהנה כפרופסור ל[[פילולוגיה]] ב[[אוניברסיטת אוטגו]]. הבן מרטין {{אנ|Martin Schwarzschild}} (1912-1997) - [[אסטרופיזיקה|אסטרופיזיקאי]], נמלט ל[[ארצות הברית]] מעט לאחר חקיקת [[חוקי נירנברג]] (בסוף 1935), שם התחתן עם האסטרונומית ברברה צ'רי לאחר סיום [[מלחמת העולם השנייה]] בסוף 1945, ובשנת 1947 החל לעבוד ב[[אוניברסיטת פרינסטון]] שב[[ניו ג'רזי]].{{הערה|{{NYT|דיוויד מ' הרשנהון|מרטין שוורצשילד, 84, אסטרונום חדשני {{אנגלית}}|1997/04/12/us/martin-schwarzschild-84-innovative-astronomer.html|12 באפריל 1997}}}} הבן השלישי והאחרון, אלפרד (1914-1944), התאבד לקראת סיום [[השואה]].

== עבודתו ==
על אף שאת רוב פרסומו קיבל שוורצשילד בתחום של תורת היחסות הכללית, הוא עסק במחקר בתחומים רבים ומגוונים, בהם [[אסטרונומיה]] ו[[אסטרופיזיקה]], [[ספקטרוסקופיה]] ו[[מכניקה קוונטית]].{{הערה|שם=Eisenstaedt, 1989|1=Eisenstaedt, “The Early Interpretation of the Schwarzschild Solution,” in D. Howard and J. Stachel (eds), Einstein and the History of General Relativity: Einstein Studies, Vol. 1, pp. 213-234. Boston: Birkhauser, 1989.}} בתחום האסטרונומיה פיתח שיטות למדידת השתנותם של [[כוכב משתנה|כוכבים משתנים]] באמצעות [[צילום]] ועסק בשיפור האיכות של כלים אופטיים.

===פיזיקה של צילום===
בשנת [[1897]], בזמן עבודתו בווינה, פיתח שוורצשילד נוסחה לחישוב הצפיפות האופטית של חומר המשמש לצילום. הנוסחה:

<math>i = f ( I\cdot t^p )</math>

קובעת את <math>i</math> – הצפיפות האופטית של החומר שנחשף לאור כפונקציה של <math>I</math> – עוצמת מקור האור הנצפה ו-<math>t</math> – משך החשיפה כאשר <math>p</math> הוא קבוע שנקרא '''חזקת שוורצשילד'''. באמצעות נוסחה זו ניתן לחשב את עוצמתו של מקור אור (למשל כוכב) על ידי צילומו בחשיפה ארוכה.

===אלקטרודינמיקה===

על פי [[וולפגנג פאולי]], שוורצשילד היה הראשון שניסח במדויק את ה[[לגרנג'יאן]] של [[שדה אלקטרומגנטי]]:

<math> S = \frac{1}{2} \int (H^2-E^2) dV + \int \rho(\phi - \vec{A}\cdot\vec{u}) dV </math>

כאשר <math> \vec{H},\vec{E} </math> הם השדות החשמלי והמגנטי בהתאמה, <math>\vec{A}</math> הוא הפוטנציאל הווקטורי ו-<math>\phi</math> הוא הפוטנציאל החשמלי.

===יחסות===
[[קובץ:Schwarzschild circular radii.svg|שמאל|ממוזער|250px|[[בעיית קפלר]] ב[[תורת היחסות הכללית]] מוצגת במטריקת שוורצשילד]]

כאשר איינשטיין פרסם את תורת היחסות הכללית, הוא הראה פתרונות [[קירוב|מקורבים]] בלבד למשוואות השדה היחסותיות. אחד הפתרונות המקורבים הופיע במאמר משנת [[1915]] המסביר את השינויים במסלולו של [[כוכב חמה]]. בעוד שאיינשטיין השתמש ב[[מערכת צירים קרטזית]] לחישוב [[כבידה|שדה הכבידה]] מסביב לכוכב, שוורצשילד השתמש ב[[מערכת צירים]] שדומה למערכת [[קואורדינטות קוטביות]], ובה ניתן להגיע לפתרון מדויק. את הפתרון הזה תיאר שוורצשילד במכתב לאיינשטיין ב-[[22 בדצמבר]] 1915, שנכתב בזמן שירותו בחזית הרוסית. שוורצשילד סיים את המכתב במילים "כפי שאתה רואה, המלחמה מתייחסת אלי יפה, כך שלמרות האש הכבדה, היא מאפשרת לי לצאת ממנה ולצעוד בעולם הרעיונות שלך."{{הערה|1=Letter from K Schwarzschild to A Einstein dated 22 December 1915, in "The Collected Papers of Albert Einstein", vol.8a, doc.#169, [http://www.mastersofcinema.org/jan/tt.pdf (Transcript of Schwarzschild's letter to Einstein of 22 Dec. 1915)]}}

בשנת 1916 השיב איינשטיין לשוורצשילד:

{{ציטוט|תוכן=קראתי את מאמרך בעניין רב. לא ציפיתי שמישהו יוכל לפתח פתרון מדויק לבעיה באופן כה פשוט. אהבתי מאוד את הטיפול המתמטי שלך בנושא. ביום חמישי הבא אציג את עבודתך לאקדמיה בצרוף מספר מילות הסבר.|מקור={{הערה|שם=Eisenstaedt, 1989}}}}

[[קובץ:Schwarzschild interior.jpg|שמאל|ממוזער|250px|הגבול בין פתרון שוורצשילד הפנימי ופתרון שוורצשילד החיצוני]]
המאמר השני של שוורצשילד, בו תואר "פתרון שוורצשילד הפנימי" (בגרמנית "innere Schwarzschild-Lösung"), הוא פתרון המשוואות בתוך [[ספירה (גאומטריה)|ספירה]] של חומר הומוגני [[איזוטרופיות|ואיזוטרופי]] הנמצא בתוך מעטפת שרדיוסה R. הפתרון מתאים לכדור העשוי מחומר [[מוצק]] או מנוזל לא דחיס, לכוכבים כאשר הם מתוארים כגז חם ואיזוטרופי לכאורה או לכל פיזור הומוגני ואיזוטרופי של גז.

הפתרון הראשון של שוורצשילד (עבור סימטריה כדורית) מכיל [[סינגולריות (מתמטיקה)|סינגולריות]] על משטח שנקרא על שמו. בקואורדינטות שוורצשילד, הסינגולריות נמצאת על ספירה שרדיוסה הוא [[רדיוס שוורצשילד]]:

<math>R_{s} = \frac{2GM}{c^{2}}</math>

כאשר <math>G</math> הוא [[קבוע הכבידה]], <math>M</math> היא המסה של הגוף ו-<math>c</math> היא [[מהירות האור]] ב[[ריק]]. כאשר רדיוסו של גוף כלשהו קטן מרדיוס שוורצשילד, <math>R_{s}</math> הופך לרדיוס שמתוכו שום [[חלקיק]], כולל [[פוטון|פוטונים]], לא יכול לצאת וחייב בסופו של דבר ליפול אל הגוף הנמצא בפנים. כאשר צפיפות המסה של גוף חורגת מגבול מסוים, נוצרת [[קריסה כבידתית]] שיוצרת [[חור שחור קוסמולוגי]]. תופעה זו מתרחשת, למשל, כאשר המסה של [[כוכב נייטרונים]] עוברת את [[גבול טולמן-אופנהיימר-וולקוף]].

==קישורים חיצוניים==
{{פרופילי מדענים}}
* {{בריטניקה}}
* {{Find a Grave}}

==הערות שוליים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
{{הערות שוליים}}

{{בקרת זהויות}}

{{מיון רגיל: שוורצשילד, קרל}}
[[קטגוריה:בוגרי אוניברסיטת מינכן]]
[[קטגוריה:אסטרונומים שעל שמם כוכב לכת מינורי]]
[[קטגוריה:אסטרונומים גרמנים]]
[[קטגוריה:אסטרונומים יהודים]]
[[קטגוריה:פיזיקאים יהודים גרמנים]]
[[קטגוריה:סגל אוניברסיטת גטינגן]]
[[קטגוריה:יהודים בצבא הגרמני במלחמת העולם הראשונה]]
[[קטגוריה:יהודים חברי האקדמיה למדעים ולאמנויות של גטינגן]]
[[קטגוריה:גרמנים שנולדו ב-1873]]
[[קטגוריה:גרמנים שנפטרו ב-1916]]