نابغهای در چنگال جنگ و مرگ
حسن فتاحي. عضو هيئت‌تحريريه فصل‌نامه نقد كتاب علوم محض و كاربردي
چندی پیش خبر نخستین تصویر نجومی از سیاه‌چاله‌ای در کهکشان دیگر داغ‌ترین خبر علمی جهان شد. تصاویر زیادی از دانشمندان درگیر در این پروژه بزرگ منتشر شد و بار دیگر نام آلبرت اینشتین بر سر زبان‌ها افتاد؛ اما در این میان نام دانشمندی که گامی اساسی درباره سیاه‌چاله‌ها برداشت، از نظرها پنهان ماند: کارل شوارتس‌شیلد.
کارل شوارتس‌شیلد در تاریخ ۹ اکتبر ۱۸۷۳ م. برابر با ۱۷ مهر ۱۲۵۲ ه.ش، درست 145 سال پیش در فرانکفورت آلمان، در خانواده‌ای با اصالت یهودی به دنیا آمد. به لحاظ تاریخی تولد کارل شوارتس‌شیلد مقارن با اواسط سلطنت ناصرالدین‌شاه بود. او با یک دهه تقدم، هم‌عصر بانوی ریاضی‌دان شهیر آلمانی، امی نوتر، بود. با این تفاوت که 20 سال زودتر از او دار فانی را وداع گفت. مادرش هنریتا زابِل و پدرش موسز مارتین شوارتس‌شیلد بود. آن‌گونه که زندگی‌نامه‌نویس کارل نوشته است، از مادرش شادابی و خونگرمی، از پدرش هم سخت‌کوشی را به ارث برده بود. او بزرگ‌ترین فرزند خانواده از میان شش خواهر و برادرش بود و برخلاف سنت خانوادگی به‌جای موسیقی و هنر، خیلی زود علاقه‌اش به علم را نمایان کرد و اولین فرد خانواده بود که علم‌پیشه شد. کارلِ نوجوان دوران ابتدایی را در فرانکفورت سپری کرده و وارد مدارس عالی موسوم به ژیمناسیوم شد. پدرش با پروفسور اپشتاین دوستی عمیقی داشت و نخستین جرقه‌های اشتیاق کارل به نجوم از رصدخانه شخصی پروفسور و دوستی‌اش با پسر پروفسور، پُل اپشتاین، زده شد. کارل با پول‌توجیبی برای خودش عدسی تلسکوپ خرید و از پسر پروفسور ریاضیات عالی
فراگرفت. دوستی آن دو باعث شد کارل 16ساله بتواند در مکانیک سماوی دو مقاله درباره مدارهای ستارگان دوتایی منتشر کند. هر دو مقاله به سال ۱۸۹۰ در مجله Astronomische Nachrichten منتشر شد. شوارتس‌شیلد که از جوانی شیفته نجوم بود، تحصیلاتش را در استراسبورگ شروع کرد و در دانشگاه مونیخ با اخذ درجه دکترا در سال ۱۸۹۳ به پایان رساند. وی در دانشگاه مونیخ پایان‌‌نامه‌ای شاخص درباره مکانیک سماوی اجرام در حال چرخش ارائه کرد که مبنای کارش نظریه پوانکاره و لاپلاس بود. پایان‌نامه او با تحسین دانشمندان طرازاول مواجه شد. بعد از دکترا، کارل شوارتس‌شیلد به رصدخانه فون کوفنر که به دانشگاه وینِ اتریش تعلق داشت، پیوست. نخستین کارهای پژوهشی او در نجوم، در رصدخانه فون کوفنر جنبه رصدی و تجربی دارند. شوارتس‌شیلد از نخستین دانشمندانی است که به‌جای چشم از صفحه عکاسی استفاده کرد. او این روش را در نورسنجی ستارگان برای مطالعه ستاره‌های متغیر، در تحلیل فرایندهای تابشی در ستارگان و در گسترش نظریه بیناب‌های نوری به کار گرفت. درحالی‌که از کارهای اپشتاین بی‌اطلاع بود، به نظریه اثر اشتارک پرداخت، یعنی تغییر بیناب گسیلی هنگامی‌که اتم در میدان
الکتریکی قرار می‌گیرد. در سال ۱۹۰۶ به فکر مشخص‌کردن ترکیب جوّ خورشید افتاد. کمی بعدتر هم به توزیع ناهمگن ستارگان علاقه‌مند شد.
در سال ۱۹۰۰ در اجلاس بزرگ انجمن اخترشناسی آلمان بسیار خوش درخشید. او درباره نااقلیدسی‌بودن فضا صحبت کرد. در همان سال مقاله‌ای مهم درباره شعاع خمش در فضا چاپ کرد. او همچنین تحقیقاتی درباره فشار تابشی خورشید داشت. شوارتس‌شیلد فرض کرد دم دنباله‌دارها از ذرات کروی تشکیل شده‌اند که نور را بازتاب می‌دهند. او ابعاد موجود در دم دنباله‌دارها را محاسبه کرد. شوارتس‌شیلد برای محاسباتش دو فرض را در نظر گرفت؛ نخست اینکه فشار تابشی بر نیروی گرانشی غلبه می‌کند. دوم اینکه ذرات موجب پراکندگی نور نمی‌شوند. با این فرض‌های هوشمندانه قطر ذرات را 0.07 تا 1.5 میکرون برآورد کرد.
در سال ۱۹۰۱ به ریاست رصدخانه گوتینگن و در سال ۱۹۰۹ به ریاست رصدخانه پتسدام انتخاب شد. کارهای اصلی شوارتس‌شیلد در حوزه نسبیت عام است. پژوهش‌های نظریاش را وقتی داوطلبانه در ارتش آلمان در برابر روس‌ها می‌جنگید، انجام داد. او ساختار میدان گرانشی حاصل از جرمی دارای تقارن کروی را اثبات کرد. شوارتس‌شیلد با پرداختن به فضاهای نااقلیدسی در سال ۱۹۰۰ گام‌های اولیه را در فضا-زمان خمیده اطراف سیاه‌چاله برداشت. چند سال قبل از بیان نسبیت عام اینشتین، وی مطرح کرده بود که قانون‌های فیزیک در فضای خمیده بهتر از فضای دکارتی توضیح داده می‌شوند. او در سال ۱۹۱۶ در مقاله‌ای مهم، نخستین کسی بود که پاسخ‌های دقیق برای معادلات اینشتین به دست آورد و کارهای او پایه‌ای برای مطالعات سیاه‌چاله‌ها شد. کارل شوارتس‌شیلد که به سال ۱۹۰۹ با السا پوسنباخ، دختر یکی از پروفسورهای جراحی دانشگاه گوتینگن ازدواج‌کرده بود، سه فرزند داشت. از میان فرزندانش مارتین راه پدر را رفته و اخترفیزیک‌دانی شهیر شد. کارل شوارتس‌شیلد در سال ۱۹۱۶ با دچارشدن به بیماری پوستی نادری، خیلی زود چشم از جهان فروبست.
چندی پیش خبر نخستین تصویر نجومی از سیاه‌چاله‌ای در کهکشان دیگر داغ‌ترین خبر علمی جهان شد. تصاویر زیادی از دانشمندان درگیر در این پروژه بزرگ منتشر شد و بار دیگر نام آلبرت اینشتین بر سر زبان‌ها افتاد؛ اما در این میان نام دانشمندی که گامی اساسی درباره سیاه‌چاله‌ها برداشت، از نظرها پنهان ماند: کارل شوارتس‌شیلد.
کارل شوارتس‌شیلد در تاریخ ۹ اکتبر ۱۸۷۳ م. برابر با ۱۷ مهر ۱۲۵۲ ه.ش، درست 145 سال پیش در فرانکفورت آلمان، در خانواده‌ای با اصالت یهودی به دنیا آمد. به لحاظ تاریخی تولد کارل شوارتس‌شیلد مقارن با اواسط سلطنت ناصرالدین‌شاه بود. او با یک دهه تقدم، هم‌عصر بانوی ریاضی‌دان شهیر آلمانی، امی نوتر، بود. با این تفاوت که 20 سال زودتر از او دار فانی را وداع گفت. مادرش هنریتا زابِل و پدرش موسز مارتین شوارتس‌شیلد بود. آن‌گونه که زندگی‌نامه‌نویس کارل نوشته است، از مادرش شادابی و خونگرمی، از پدرش هم سخت‌کوشی را به ارث برده بود. او بزرگ‌ترین فرزند خانواده از میان شش خواهر و برادرش بود و برخلاف سنت خانوادگی به‌جای موسیقی و هنر، خیلی زود علاقه‌اش به علم را نمایان کرد و اولین فرد خانواده بود که علم‌پیشه شد. کارلِ نوجوان دوران ابتدایی را در فرانکفورت سپری کرده و وارد مدارس عالی موسوم به ژیمناسیوم شد. پدرش با پروفسور اپشتاین دوستی عمیقی داشت و نخستین جرقه‌های اشتیاق کارل به نجوم از رصدخانه شخصی پروفسور و دوستی‌اش با پسر پروفسور، پُل اپشتاین، زده شد. کارل با پول‌توجیبی برای خودش عدسی تلسکوپ خرید و از پسر پروفسور ریاضیات عالی
فراگرفت. دوستی آن دو باعث شد کارل 16ساله بتواند در مکانیک سماوی دو مقاله درباره مدارهای ستارگان دوتایی منتشر کند. هر دو مقاله به سال ۱۸۹۰ در مجله Astronomische Nachrichten منتشر شد. شوارتس‌شیلد که از جوانی شیفته نجوم بود، تحصیلاتش را در استراسبورگ شروع کرد و در دانشگاه مونیخ با اخذ درجه دکترا در سال ۱۸۹۳ به پایان رساند. وی در دانشگاه مونیخ پایان‌‌نامه‌ای شاخص درباره مکانیک سماوی اجرام در حال چرخش ارائه کرد که مبنای کارش نظریه پوانکاره و لاپلاس بود. پایان‌نامه او با تحسین دانشمندان طرازاول مواجه شد. بعد از دکترا، کارل شوارتس‌شیلد به رصدخانه فون کوفنر که به دانشگاه وینِ اتریش تعلق داشت، پیوست. نخستین کارهای پژوهشی او در نجوم، در رصدخانه فون کوفنر جنبه رصدی و تجربی دارند. شوارتس‌شیلد از نخستین دانشمندانی است که به‌جای چشم از صفحه عکاسی استفاده کرد. او این روش را در نورسنجی ستارگان برای مطالعه ستاره‌های متغیر، در تحلیل فرایندهای تابشی در ستارگان و در گسترش نظریه بیناب‌های نوری به کار گرفت. درحالی‌که از کارهای اپشتاین بی‌اطلاع بود، به نظریه اثر اشتارک پرداخت، یعنی تغییر بیناب گسیلی هنگامی‌که اتم در میدان
الکتریکی قرار می‌گیرد. در سال ۱۹۰۶ به فکر مشخص‌کردن ترکیب جوّ خورشید افتاد. کمی بعدتر هم به توزیع ناهمگن ستارگان علاقه‌مند شد.
در سال ۱۹۰۰ در اجلاس بزرگ انجمن اخترشناسی آلمان بسیار خوش درخشید. او درباره نااقلیدسی‌بودن فضا صحبت کرد. در همان سال مقاله‌ای مهم درباره شعاع خمش در فضا چاپ کرد. او همچنین تحقیقاتی درباره فشار تابشی خورشید داشت. شوارتس‌شیلد فرض کرد دم دنباله‌دارها از ذرات کروی تشکیل شده‌اند که نور را بازتاب می‌دهند. او ابعاد موجود در دم دنباله‌دارها را محاسبه کرد. شوارتس‌شیلد برای محاسباتش دو فرض را در نظر گرفت؛ نخست اینکه فشار تابشی بر نیروی گرانشی غلبه می‌کند. دوم اینکه ذرات موجب پراکندگی نور نمی‌شوند. با این فرض‌های هوشمندانه قطر ذرات را 0.07 تا 1.5 میکرون برآورد کرد.
در سال ۱۹۰۱ به ریاست رصدخانه گوتینگن و در سال ۱۹۰۹ به ریاست رصدخانه پتسدام انتخاب شد. کارهای اصلی شوارتس‌شیلد در حوزه نسبیت عام است. پژوهش‌های نظریاش را وقتی داوطلبانه در ارتش آلمان در برابر روس‌ها می‌جنگید، انجام داد. او ساختار میدان گرانشی حاصل از جرمی دارای تقارن کروی را اثبات کرد. شوارتس‌شیلد با پرداختن به فضاهای نااقلیدسی در سال ۱۹۰۰ گام‌های اولیه را در فضا-زمان خمیده اطراف سیاه‌چاله برداشت. چند سال قبل از بیان نسبیت عام اینشتین، وی مطرح کرده بود که قانون‌های فیزیک در فضای خمیده بهتر از فضای دکارتی توضیح داده می‌شوند. او در سال ۱۹۱۶ در مقاله‌ای مهم، نخستین کسی بود که پاسخ‌های دقیق برای معادلات اینشتین به دست آورد و کارهای او پایه‌ای برای مطالعات سیاه‌چاله‌ها شد. کارل شوارتس‌شیلد که به سال ۱۹۰۹ با السا پوسنباخ، دختر یکی از پروفسورهای جراحی دانشگاه گوتینگن ازدواج‌کرده بود، سه فرزند داشت. از میان فرزندانش مارتین راه پدر را رفته و اخترفیزیک‌دانی شهیر شد. کارل شوارتس‌شیلد در سال ۱۹۱۶ با دچارشدن به بیماری پوستی نادری، خیلی زود چشم از جهان فروبست.