Вернер Ізраель
Вернер Ізраель | |
---|---|
англ. Werner Israel | |
Народився | 4 жовтня 1931[1] Берлін, Німецький Райх |
Помер | 18 травня 2022[2] (90 років) Вікторія, Канада |
Країна | ![]() |
Діяльність | фізик, викладач університету |
Alma mater | Університет Кейптауна Триніті-коледж[3] |
Галузь | фізика[4] |
Заклад | Альбертський університет Університет Вікторії |
Науковий керівник | Джон Лайтон Сінг |
Аспіранти, докторанти | Eric Poissond[3] Patrick R Bradyd[3] |
Членство | Лондонське королівське товариство Королівське товариство Канади International Society on General Relativity and Gravitationd[5] МАС |
Нагороди |
Вернер Ізраель (4 жовтня 1931 — 18 травня 2022) — фізик-теоретик, найбільш відомий своїм внеском у теорію гравітації, і особливо в розуміння чорних дір.
Ізраель народився в Берліні в Німеччині в 1931 році. Виріс в Кейптауні в Південо-Африканській Республіці, куди його родина втекла з нацистської Німеччини в 1936 році. З дитинства цікавився астрономією та космологією. Протягом чотирьох років, поки його батьки тяжко хворіли, Ізраель з братом жили в дитячому будинку.
Здобув ступінь бакалавра та магістра в Університеті Кейптауна, а ступінь доктора філософії — від Триніті-коледжу в Дубліні під керівництвом Джона Сінга. У 1958 році Ізраель обійняв посаду викладача Альбертського університету в Едмонтоні, де він залишався професором до свого виходу на пенсію в 1996 році. Після виходу на пенсію Ізраель працював ад'юнкт-професором фізики та астрономії в Університеті Вікторії у Британській Колумбії. Він залишався активним науковцем ще протягом двох десятиліть.
Під час дублінських років Вернер Ізраель познайомився з Інге Маргуліс і одружився з нею. У них народилися син Марк і дочка Пія.
Вернер Ізраель відомий насамперед своєю роботою з загальної теорії відносності, особливо з теорії чорних дір.
У 1966 році, на початку своєї кар'єри, Ізраель проаналізував динаміку тонких оболонок матерії в загальній теорії відносності, забезпечивши геометричний опис у термінах другої фундаментальної форми гіперповерхні, на якій підтримується матерія[6]. Частково тому, що за допомогою таких тонких оболонок можна побудувати багато цікавих прикладів, ця стаття стала найбільш цитованою статтею Ізраеля (тисячі посилань). Інтерес до цієї статті зростав з часом, і найбільше цитувань стаття отримала після 2000 року. Через багато років Ізраель знову повернувся до теми тонких оболонок в загальній теорії відносності[7].
Перший важливий внесок Ізраеля в теорію чорних дір відбувся в 1967 році, коли він показав, що метрика Шварцшильда, який описує сферично симетричну чорну діру, є унікальним статичним розв'язком рівнянь Ейнштейна для чорної діри[8]. Ізраель поширив цей результат на теорію Ейнштейна-Максвелла, показавши, що в цьому випадку унікальним статичним розв'язком для чорної діри є метрика Райснера — Нордстрема[en][9]. Невдовзі Картер показав, що подібні твердження справедливі для будь-яких стаціонарних чорних дір, а не тільки статичних[10]. Ці результати були узагальнені виразом «чорні діри не мають волосся». Гіпотезу про те, що гравітаційний колапс у реальному світі завжди призводить до чорної діри Керра — Ньюмена (що вимагає припущення про космічну цензуру на додаток до теорем Ізраеля та Картера про стаціонарні розв'язки), іноді називають гіпотезою Картера-Ізраеля.
У 1972 році Ізраель і Вілсон відкрили новий клас стаціонарних розв'язків теорії Ейнштейна — Максвелла[11], який також був описаний Перхесом[12]. Пізніше було виявлено, що у великому класі теорій супергравітації всі суперсиметричні чорні діри описуються розв'язками Ізраеля — Вілсона — Перхеса[13], узагальненими для включення скалярних полів. Це було важливо в подальшій роботі з підрахунку станів чорних дір у суперсиметричних теоріях.
Можливо, найглибша робота Ізраеля, опублікована в 1976 році, стосувалася чорної діри в рівновазі з випромінюванням Гокінга, яке вона випускає. Квантова система в тепловій рівновазі при відмінній від нуля температурі найточніше описується змішаним станом — матрицею теплової густини. Однак можна «очистити» таку матрицю теплової густини, представивши її як чистий стан подвоєної системи — двох копій вихідної системи. Чистий стан подвоєної системи, який описує теплову рівновагу вихідної системи, тепер зазвичай називають подвійним станом теплового поля. (Термінологія Ізраеля була дещо іншою.) З огляду на фундаментальне відкриття Стівеном Гокінгом квантового випромінювання чорних дір, чорна діра на квантовому рівні є прикладом теплової системи, і можна запитати, як описати чорну діру в тепловій рівновазі з її випромінюванням. Ізраель показав, що стан теплової рівноваги сферично симетричної (шварцшильдівської) чорної діри має природну геометричну інтерпретацію в термінах максимального аналітичного доповнення розв'язку Шварцшильда. Це доповнення є «двостороннім» — воно описує пару асимптотично плоских всесвітів, кожен з яких містить чорну діру, причому дві чорні діри з'єднані «червоточиною». Ізраель інтерпретував дві сторони червоточини як дві копії в подвійному стані теплового поля[14]. Це відбувалося паралельно з добре відомою роботою Гартла і Гокінга[15], а стан чорної діри в рівновазі з випромінюванням тепер іноді називають станом Гартла — Гокінга — Ізраеля.
Стандартні формулювання дисипативної термодинаміки несумісні з теорією відносності, оскільки вони передбачають миттєве поширення теплового та в'язкого ефектів. У 1970-х роках Ізраель переформулював дисипативну термодинаміку, щоб вона узгоджувалась з теорією відносності. Як і у випадку з роботою Ізраеля про тонкі оболонки, інтерес до цієї роботи зріс з часом, і роботи Ізраеля в цій галузі[16][17] з 2000 року дуже часто цитуються.
У 1989 році разом з Еріком Пуассоном Ізраель розпочав дослідження внутрішньої частини чорної діри. Слідуючи пропозиції Роджера Пенроуза, він відкрив явище «інфляції маси», яке може відбуватися поблизу внутрішнього горизонту (або горизонту Коші) чорної діри[18][19]. Ця робота має відношення до питання «сильної космічної цензури» в загальній теорії відносності. Вона справила значний вплив на дослідження сильної космічної цензури в наступні десятиліття.
Спільно зі Стівеном Гокінгом Вернер Ізраель був співредактором двох томів з гравітаційної фізики [20][21].
- 1972: Член Королівського товариства Канади
- 1974-75: Видатний вчений Шермана-Фейрчайлда, CALTECH
- 1981: Медаль за досягнення у фізиці Канадської асоціації фізиків
- 1983: Наукова премія Університету Альберти в галузі природничих наук та техніки
- 1984: Меморіальна премія Ізаака Волтона Кіллама[en]
- 1986: Член Королівського товариства, Лондон
- 1994: Кавалер ордена Канади
- ↑ SNAC — 2010.
- ↑ Werner Israel
- ↑ а б в Математичний генеалогічний проєкт — 1997.
- ↑ Czech National Authority Database
- ↑ http://www.isgrg.org/history.php
- ↑ W. Israel, «Singular Hypersurfaces and Thin Shells in General Relativity», Nuovo Cim. B44 (1966) 1-14.
- ↑ C. Barrabes and W. Israel, «Thin Shells in General Relativity and Cosmology: The Lightlike Limit», Phys. Rev. D43 (1991) 1129—1142.
- ↑ W. Israel, «Event Horizons in Static Vacuum Space-Times», Phys. Rev. 164 (1967) 1776—1779.
- ↑ W. Israel, «Event Horizons in Static Electrovac Spacetimes», Commun. Math. Phys. 8 (1968) 245-60.
- ↑ B. Carter, «Axisymmetric Black Hole Has Only Two Degrees of Freedom», Phys. Rev. Lett. 26 (1971) 331—333.
- ↑ W. Israel and G. A. Wilson, «A Class of Stationary Electromagnetic Vacuum Fields», J. Math. Phys. 13 (1972) 865—871.
- ↑ Z. Perjés, «Solutions of the Coupled Einstein Equations Concerning the Fields of Spinning Sources», Phys. Rev. Lett. 27 (1971)1668.
- ↑ K. P. Tod, «All Metrics Admitting Super-Covariantly Constant Spinors», Phys. Lett. B121 (1983) 241-4.
- ↑ W. Israel, «Thermofield Dynamics of Black Holes», Phys. Lett. A57 (1976) 107—110.
- ↑ J. Hartle and S. W. Hawking, «Path-Integral Derivation of Black Hole Radiance», Phys Rev. D13 (1976) 2188—2203.
- ↑ W. Israel, «Nonstationary Irreversible Thermodynamics: A Causal Relativistic Theory», Ann. Phys. 100 (1976) 310—331.
- ↑ W. Israel and J. M. Stewart, «Transient Relativistic Thermodynamics and Kinetic Theory», Ann. Phys. 118 (1979) 341-72.
- ↑ E. Poisson and W. Israel, «Inner-Horizon Instability and Mass Inflation in Black Holes», Phys. Rev. Lett. 63 (1989) 1663—1666.
- ↑ E. Poisson and W. Israel, «Internal Structure of Black Holes», Phys. Rev. D41 (1990) 1796—1809.
- ↑ S. W. Hawking and W. Israel, General Relativity: an Einstein Centenary Survey (Cambridge University Press, 1979).
- ↑ S. W. Hawking and W. Israel, Three Hundred Years of Gravitation (Cambridge University Press, 1987).
- «Israel Werner Obituary». Times Colonist. https://www.legacy.com/ca/obituaries/timescolonist/name/werner-israel-obituary?pid=202128270
- Werner Israel. Astronomy, Astrophysics and Space Science. «Physicist and cosmologist: Wrote the first logically precise theory for the simplicity of black holes (1967)», science.ca. https://www.science.ca/scientists/scientistprofile.php?pID=9
- In Memoriam: Werner Israel (1931—2022). «Revered as Canada's foremost gravitational physicist, Israel was a key figure in the founding years of CIFAR». Liz Do, June 1, 2022, CIFAR. https://cifar.ca/cifarnews/2022/06/01/in-memoriam-werner-israel-1931-2022/
- Lowering the Flag: Dr. Werner Israel. «The University of Alberta banner is flying at half-mast from August 31 to September 2, 2022 in remembrance of Dr. Werner Israel». August 30, 2022. The Quad, University of Alberta. https://www.ualberta.ca/the-quad/2022/08/lowering-the-flag-werner-israel.html
- «Werner Israel Memorial Symposium», University of Victoria. https://meetings.triumf.ca/event/332/timetable/?view=standard
|
- Народились 4 жовтня
- Народились 1931
- Уродженці Берліна
- Померли 18 травня
- Померли 2022
- Померли у Вікторії (Британська Колумбія)
- Випускники Кейптаунського університету
- Випускники Триніті-коледжу (Дублін)
- Викладачі Альбертського університету
- Викладачі Університету Вікторії
- Члени Лондонського королівського товариства
- Офіцери ордена Канади
- Члени Королівського товариства Канади
- Південноафриканські емігранти до Канади
- Канадські фізики
- Південноафриканські фізики