Лайман Спитцер

Лайман Спитцер (англ. Lyman Spitzer Jr.; 26 июня 1914, Толидо, Огайо — 31 марта 1997, Принстон, Нью-Джерси) — американский астрофизик и теоретик, пионер в области физики плазмы и космических исследований. Наиболее известен как инициатор создания космического телескопа «Хаббл» и основоположник теории управляемого термоядерного синтеза на основе магнитного удержания плазмы. Член Национальной академии наук США (1952), лауреат множества научных премий, включая Премию Крафорда (1975) и Национальную научную медаль США (1979).

Биография

Ранние годы и образование

Лайман Спитцер-младший родился в семье преуспевающего бизнесмена. Его отец, Лайман Спитцер-старший, был президентом компании по производству строительных материалов. Мать, Холли Брэдли, происходила из семьи известного педагога. В 1931 году Спитцер поступил в Йельский университет, где изучал физику и математику. В 1935 году получил степень бакалавра, после чего продолжил обучение в Кембриджском университете (Великобритания) под руководством Артура Эддингтона. В 1938 году защитил докторскую диссертацию в Принстонском университете на тему «Спектры и динамика межзвёздной среды».

Научная карьера

С 1938 по 1939 год Спитцер работал в Гарвард-колледже, а затем вернулся в Принстон, где в 1947 году стал профессором астрофизики. В 1949 году он основал Принстонскую лабораторию физики плазмы (ныне — Принстонская лаборатория физики плазмы, PPPL), которая стала одним из ведущих центров исследований в области термоядерного синтеза. Спитцер руководил лабораторией до 1961 года.

В 1960-х годах Спитцер активно участвовал в разработке космических телескопов. В 1965 году он предложил концепцию орбитальной обсерватории, которая впоследствии легла в основу проекта «Хаббл». В 1973 году он стал директором Принстонского института перспективных исследований, где проработал до выхода на пенсию в 1982 году.

Научные достижения

Физика плазмы и термоядерный синтез

В 1951 году Спитцер предложил концепцию стелларатора — устройства для магнитного удержания плазмы с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза. В отличие от токамака, стелларатор не требует создания тороидального тока в плазме, что делает его более стабильным, но сложным в реализации. Под руководством Спитцера в Принстонской лаборатории были построены первые экспериментальные стеллараторы, включая «Модель А» (1953) и «Модель В» (1954). Эти работы заложили основы современной физики плазмы и термоядерной энергетики.

Спитцер также разработал теорию переноса частиц и тепла в плазме, известную как «спитцеровская теплопроводность». Его монография «Физика полностью ионизованного газа» (1956) стала классическим учебником по физике плазмы.

Межзвёздная среда и астрофизика

В 1930-х годах Спитцер выполнил ключевые работы по изучению межзвёздной среды. Он показал, что межзвёздный газ состоит в основном из водорода и гелия, и разработал модели образования и эволюции молекулярных облаков. В 1941 году он предсказал существование межзвёздной пыли, которая поглощает и рассеивает свет, что объяснило наблюдаемое покраснение далёких звёзд.

Спитцер также внёс вклад в теорию звёздной эволюции. В 1940-х годах он совместно с Мартином Шварцшильдом разработал модели эволюции звёзд малой массы, включая стадии красных гигантов и белых карликов.

Космический телескоп «Хаббл»

В 1946 году, ещё до запуска первых искусственных спутников, Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории», в которой обосновал необходимость размещения телескопа за пределами земной атмосферы. Он указал, что атмосфера поглощает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а также искажает изображения из-за турбулентности. В 1965 году Спитцер возглавил научный комитет, который убедил НАСА и Конгресс США начать разработку космического телескопа.

Проект, получивший название «Космический телескоп имени Хаббла», был запущен в 1990 году. Спитцер участвовал в его создании до конца своей жизни, хотя сам телескоп был выведен на орбиту уже после его смерти. В знак признания заслуг Спитцера в 2003 году был запущен инфракрасный космический телескоп «Спитцер» (Spitzer Space Telescope).

Награды и признание

• Премия Генри Норриса Рассела (1953) — за вклад в астрофизику.
• Премия Крафорда (1975) — совместно с Джеймсом Ван Алленом за исследования в области астрономии и физики плазмы.
• Национальная научная медаль США (1979) — за фундаментальные исследования в физике плазмы и астрофизике.
• Медаль Брюса (1973) — за выдающиеся достижения в астрономии.
• Премия Киото (1985) — за вклад в развитие космических технологий.

В честь Спитцера названы:

• Кратер на Луне (диаметр 32 км).
• Астероид (2166) Спитцер.
• Космический телескоп «Спитцер» (2003–2020).
• Лаборатория физики плазмы в Принстоне (PPPL).

Личная жизнь

Спитцер был женат на Дороти Беннетт (с 1940 года), с которой имел четверых детей. Он увлекался альпинизмом и горными лыжами, участвовал в экспедициях в Анды и Гималаи. Скончался 31 марта 1997 года в Принстоне от сердечного приступа.

Интересные факты

• В 1946 году, за 11 лет до запуска первого спутника, Спитцер предложил использовать ракету V-2 для вывода телескопа на орбиту.
• Спитцер был одним из первых учёных, кто осознал потенциал компьютеров для моделирования плазмы. В 1950-х годах он использовал ранние вычислительные машины для расчётов устойчивости стеллараторов.
• Его книга «Физика полностью ионизованного газа» переведена на русский язык и используется в российских университетах.

Основные публикации

• Spitzer, L. (1956). Physics of Fully Ionized Gases. Interscience Publishers.
• Spitzer, L. (1968). Diffuse Matter in Space. Interscience Publishers.
• Spitzer, L. (1978). Physical Processes in the Interstellar Medium. Wiley-Interscience.

Источники

• Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences: Lyman Spitzer Jr. (1999).
• Hearnshaw, J. B. (1996). The Measurement of Starlight: Two Centuries of Astronomical Photometry. Cambridge University Press.
• Ostriker, J. P. (1997). "Lyman Spitzer Jr. (1914–1997)". Nature, 387, 352.
• Trimble, V. (1997). "Lyman Spitzer Jr. (1914–1997)". Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 109, 1089–1090.
• NASA. (2003). Spitzer Space Telescope: Mission Overview.