Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild (* 9. Oktober 1873 in Frankfurt am Main; † 11. Mai 1916 in Potsdam) war ein deutscher Astronom und Physiker und gilt als einer der Wegbereiter der modernen Astrophysik.

Leben

Herkunft und Studium

Foto des vormaligen Geschäftshauses Schwarzschild-Ochs, Frankfurt, Roßmarkt 7

Karl Schwarzschild wurde in Frankfurt als ältestes von sechs Kindern einer wohlhabenden deutsch-jüdischen Familie geboren (ließ sich aber später taufen). Die Familie Scharzschild-Ochs war eine alteingessenene Händlerdynastie der Textilbranche, Zweig einer alten niederrheinischen 1499 in Frankfurt eingewanderten jüdischen Familie mit einem Geschäft in herausragender Lage am Rossmarkt 13 (vormals Rossmarkt 7) und in der Leipziger Straße. Seine Eltern waren Henrietta Sabel und Moses Martin Schwarzschild. Seine fünf jüngeren Brüder waren Alfred, Otto, Hermann und Robert, sowie seine einzige Schwester Clara. Alfred (1874–1948) wurde Kunstmaler ^[1]. Karl wuchs in einem kultivierten großbürgerlichen Umfeld auf, in dem vielseitige Interessen (u. a. Musik und Kunst) gepflegt wurden. In Frankfurt besuchte er die jüdische Elementarschule und danach das Städtische Gymnasium, wo frühzeitig sein Interesse an der Astronomie geweckt wurde. Bereits als 16-jähriger Schüler veröffentlichte er in den Astronomischen Nachrichten zwei Arbeiten zur Bahnbestimmung von Planeten und von Doppelsternen.

Nach dem Abitur, das er als Bester seines Jahrgangs bestand, studierte er ab 1890 an der Universität Straßburg Astronomie. 1892 wechselte er an die Ludwig-Maximilians-Universität München, wo er 1896 unter Hugo von Seeliger zum Thema Die Entstehung von Gleichgewichtsfiguren in rotierenden Flüssigkeiten promovierte.

Tätigkeit in Wien und München

Von 1897 an arbeitete er zwei Jahre als Assistent an der Kuffner-Sternwarte in Wien. Dort beschäftigte er sich mit der Photometrie von Sternhaufen und legte die Grundlagen für eine Formel, die die Beziehung zwischen Intensität des Sternenlichts, Belichtungszeit und Schwärzung der Fotoplatte in der Astrofotografie beschreibt. Ein wichtiges Glied dieser Formel ist der Schwarzschild-Exponent. 1899 kehrte er nach München zurück und habilitierte sich dort.

Tätigkeit in Göttingen und Potsdam

Von 1901 bis 1909 war Schwarzschild Professor und Direktor der Sternwarte Göttingen. Dort konnte er mit Persönlichkeiten wie David Hilbert und Hermann Minkowski zusammenarbeiten.

1905 wurde er zum ordentlichen Mitglied der Göttinger Akademie der Wissenschaften gewählt.^[2] 1909 wurde er Direktor des Astrophysikalischen Observatoriums in Potsdam.

Kriegsdienst und Tod

Stadtfriedhof Göttingen: Grab von Karl Schwarzschild und seiner Familie

Bei Ausbruch des Ersten Weltkrieges 1914 meldete er sich freiwillig zur Armee. Er diente in der Artillerietruppe an der Ost- und Westfront und hatte dort unter anderem ballistische Berechnungen durchzuführen. Während des Krieges erkrankte er jedoch schwer an einer Autoimmunerkrankung der Haut (Pemphigus vulgaris) und kehrte im März 1916 als Invalide von der Front zurück. Er starb zwei Monate später im Alter von nur 42 Jahren.

Sein Grab und das seiner Familie befindet sich auf dem Stadtfriedhof Göttingen (Abteilung 35).

Karl Schwarzschild war verheiratet mit Elisabeth Rosenbach, einer Urenkelin Friedrich Wöhlers. Karl Schwarzschild ist der Vater des Astrophysikers Martin Schwarzschild und von Klara Schwarzschild, die den Astrophysiker Robert Emden heiratete.

Arbeiten

Während des Kriegsdienstes schrieb er 1915 in Russland eine Abhandlung über die Relativitätstheorie und eine über Quantenphysik.

Seine Arbeit zur Relativität erbrachte die ersten genauen Lösungen der Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie – eine für nicht rotierende kugelförmige symmetrische Körper und eine für statische isotrope leere Räume um feste Körper.

Schwarzschild leistete einige grundlegende Arbeiten über klassische Schwarze Löcher. Einige Eigenschaften Schwarzer Löcher erhielten deshalb seinen Namen, nämlich die Schwarzschild-Metrik, die Schwarzschild-Tangherlini-Metrik und der Schwarzschildradius. Das Zentrum eines nicht rotierenden, ungeladenenen Schwarzen Loches wird Schwarzschild-Singularität genannt.

In der Astronomie arbeitete er unter anderem über die fotografische Helligkeitsmessung von Sternen. Im Zuge von Studien zum Strahlungstransport in der Sonnenatmosphäre prägte Schwarzschild den Begriff des Strahlungsgleichgewichts. Mit Methoden der Stellarstatistik untersuchte er die Verteilung der Sterne in der Milchstraße.

Karl Schwarzschild entdeckte 1899 den Schwarzschild-Effekt. Er verbesserte des Weiteren die Theorie optischer Systeme.

Während seiner Zeit am astrophysikalischen Observatoriums in Potsdam beschäftigte er sich auch mit der Erklärung der Emissionsspektren von Atomen. Dabei führte er Methoden der Himmelsmechanik zur Berechnung von Emissionsspektren in das bohr-sommerfeldsche Atommodell ein^[3]. So ist seine letzte Publikation ein Beitrag zur frühen Quantenmechanik über den Stark-Effekt.^[4]

Überlieferung

Der wissenschaftliche Nachlass von Schwarzschild wird in den Spezialsammlungen der Niedersächsischen Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen aufbewahrt.

Schriften

 Wikisource: Karl Schwarzschild – Quellen und Volltexte

zu optischen Systemen:

• Untersuchungen zur geometrischen Optik I. Einleitung in die Fehlertheorie optischer Instrumente auf Grund des Eikonalbegriffs, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 1, S. 1–31
• Untersuchungen zur geometrischen Optik II. Theorie der Spiegelteleskope, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 2, S. 1–28
• Untersuchungen zur geometrischen Optik III. Über die astrophotographischen Objektive, 1906, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 4, Nummero 3, S. 1–54
• Über Differenzformeln zur Durchrechnung optischer Systeme, 1907, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 551–570

zur Helligkeitsmessung:

• Aktinometrie der Sterne der B. D. bis zur Größe 7.5 in der Zone 0° bis +20° Deklination. Teil A. Unter Mitwirkung von Br. Meyermann, A. Kohlschütter und O. Birck, 1910, Abhandlungen der Gesellschaft der Wissenschaften in Göttingen, Band 6, Numero 6, S. 1–117

zur Sonnenatmosphäre:

• Über das Gleichgewicht der Sonnenatmosphäre, 1906, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 41–53. (im Web verfügbar in der European Digital Mathematics Library, auf Deutsch).
• Die Beugung und Polarisation des Lichts durch einen Spalt. I., 1902, Mathematische Annalen, Band 55, S. 177–247
• Zur Elektrodynamik. I. Zwei Formen des Princips der Action in der Elektronentheorie, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 126–131
• Zur Elektrodynamik. II. Die elementare elektrodynamische Kraft, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 132–141
• Zur Elektrodynamik. III. Ueber die Bewegung des Elektrons, 1903, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 245–278
• Ueber die Eigenbewegungen der Fixsterne, 1907, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 614–632
• Ueber die Bestimmung von Vertex und Apex nach der Ellipsoidhypothese aus einer geringeren Anzahl beobachteter Eigenbewegungen, 1908, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 191–200
• K. Schwarzschild, E. Kron: Ueber die Helligkeitsverteilung im Schweif des Halley´schen Kometen, 1911, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 197–208
• Die naturwissenschaftlichen Ergebnisse und Ziele der neueren Mechanik., 1904, Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, Band 13, S. 145–156
• Über die astronomische Ausbildung der Lehramtskandidaten., 1907, Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, Band 16, S. 519–522

zu den einsteinschen Feldgleichungen

• Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einstein’schen Theorie. Reimer, Berlin 1916, S. 189 ff. (Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften; 1916)
• Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit. Reimer, Berlin 1916, S. 424–434 (Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften; 1916)

Ehrungen

Göttingen-Weende, Karl-Schwarzschild-Weg

Im Jahr 1910 wurde Schwarzschild zum Mitglied der Leopoldina gewählt,^[5] 1912 wurde er Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften.

First Karl Schwarzschild Meeting on Gravitational Physics, held in Frankfurt, Germany to celebrate the 140th anniversary of Schwarzschild's birth. They are grouped into 4 main themes: I. The Life and Work of Karl Schwarzschild; II. Black Holes in Classical General Relativity, Numerical Relativity, Astrophysics, Cosmology, and Alternative Theories of Gravity; III. Black Holes in Quantum Gravity and String Theory; IV. Other Topics in Contemporary Gravitation. Inspired by the foundational principle ``By acknowledging the past, we open a route to the future.

Die Straße an der European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) in 85748 Garching bei München trägt seinen Namen, ebenso wie Straßen in Berlin und Göttingen.

Seit der Eröffnung am 19. Oktober 1960 trägt die heutige Thüringer Landessternwarte Tautenburg den Namen Karl-Schwarzschild-Observatorium.

Der Mondkrater Schwarzschild und der Asteroid (837) Schwarzschilda wurden nach Karl Schwarzschild benannt.

Zitate

Siehe auch

• Schwarzschild-Effekt

Literatur

• Horst Kant: Schwarzschild, Karl. In: Neue Deutsche Biographie (NDB). Band 24, Duncker & Humblot, Berlin 2010, ISBN 978-3-428-11205-0, S. 33 f. (Digitalisat).
• Reinsch, Klaus; Wittmann, Axel D. (Hrsg.): Karl Schwarzschild. Ein Pionier und Wegbereiter der Astrophysik. Gedenk-Kolloquium ; (Göttingen) : 2016.05.19. Göttinger Universitätsverlag, Göttingen 2017, ISBN 978-3-86395-295-2 http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?univerlag-isbn-978-3-86395-295-2

Weblinks

Commons: Karl Schwarzschild – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Karl Schwarzschild im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Veröffentlichungen von K. Schwarzschild im Astrophysics Data System
• Nachrufe auf K. Schwarzschild im Astrophysics Data System
• Karl Schwarzschild - Leben und Werk
• Karl Schwarzschild - Observator an der Kuffner-Sternwarte von 1897-1899

Einzelnachweise