Karl Schwarzschild nasce il 9 Ottobre 1873

 Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Dalla mamma eredita la personalità positiva ed estroversa, dal padre l’adattabilità a lavorare alacremente in qualunque condizione. Durante gli anni del ginnasio inizia ad interessarsi di astronomia e mette da parte i soldi per comprarsi delle lenti e costruirsi un telescopio. A 16 anni pubblica un articolo sulla teoria delle orbite in sistemi di stelle doppie.
Nel 1891 si iscrive all’Università di Strasburgo, dove approfondisce le conoscenze astronomiche, che poi affina ulteriormente durante il dottorato a Monaco. Nel 1896 viene nominato assistente all’Osservatorio di Vienna, dove inizia a lavorare a metodi per determinare la luminosità apparente delle stelle utilizzando lastre fotografiche. Durante questi studi Karl comprende che vi è una relazione tra la luminosità sulla lastra fotografica e la temperatura superficiale di una stella.

Nel 1899 diventa docente all’università di Monaco, dal 1901 al 1909 professore straordinario all’Università di Göttingen e direttore dell’annesso osservatorio.
Nel 1900 ad un incontro della Società Tedesca di Astrofisica discusse la sua idea che lo spazio potesse essere non euclideo, cioé avesse un raggio di curvatura. Negli anni successivi collaborò con Hilbert, Minkowski e Poincarè, celebri matematici i cui studi sono indissolubilmente legati alla teoria della relatività elaborata da Einstein negli anni successivi. Karl calcolò inoltre la dimensione delle minuscole particelle di polvere e pulviscolo contenute nelle code delle comete e studiò la pressione dovuta alla radiazione emessa dal Sole, pubblicando un rilevante articolo sull’equilibrio radioattivo dell’atmosfera del Sole.

Foto 1, Karl Schwarzschild (a sinistra) con Ejnar Hertzsprung, suo allievo.

Nel 1909 Karl sposa Else Rosenbach, la figlia di un professore universitario di chirurgia. Avranno tre figli di cui uno, Martin, diventerà professore di astronomia a Princeton.
Dal 1909 Karl diviene direttore dell’osservatorio astrofisico di Postdam, allora la sede più prestigiosa in Germania per l’astronomia. Qui avrà modo di studiare la cometa di Halley, che fece il suo passaggio nel sistema solare nel 1910, grazie alle foto fatte da un’apposita spedizione del personale dell’Osservatorio a Tenerife.

Figura 2: Karl nel suo studio a Postdam.

Nel 1914 si arruola come volontario nell’esercito tedesco e viene mandato dapprima in Belgio e in Francia dove, in virtù delle sue competenze scientifiche, viene impiegato nella stazione meteorologica oppure per calcolare le traiettorie dei proiettili. Successivamente viene inviato in Russia. Mentre si trova in un ospedale da campo sul fronte russo legge i lavori di Albert Einstein sulla relatività e scrive di getto un articolo sulla teoria dei quanti e due sulla teoria della relatività. In uno di questi individua la prima soluzione esatta alle equazioni di Einstein per il campo gravitazionale intorno a una stella a simmetria sferica. Invia il suo lavoro ad Einstein che gli risponde: “Non mi aspettavo che si potesse formulare una soluzione esatta del problema in modo così semplice”. In uno di questi articoli, inoltre, enunciava che per sfuggire al campo gravitazionale di corpi celesti con massa sufficientemente elevata occorrerebbe una velocità maggiore di quella della luce, mettendo così le basi per gli studi sui buchi neri. Karl stesso però non credeva a questa soluzione, per lui il buco nero era soltanto una possibilità teorica, una singolarità matematica, non una realtà realizzabile fisicamente. Le sue soluzioni alla relatività generale hanno permesso di calcolare la precessione dell’orbita di Mercurio e la deflessione della luce in prossimità del Sole a causa del suo campo gravitazionale.

Dal letto di ospedale Karl scriveva ad Einstein: “Come vedi, la guerra mi ha trattato bene, mi ha permesso di sfuggire dal fuoco pesante e intraprendere questo cammino nella terra delle tue idee”. Purtroppo solo 6 mesi dopo sarebbe morto. Infatti, in Russia contrasse una malattia autoimmune della pelle per cui a quei tempi non era noto alcun rimedio. Fu rimandato a casa nel Marzo del 1926 e morì due mesi dopo a soli 42 anni. Chissà quali altre soluzioni e idee avrebbe potuto sviluppare.

Nel 1960 gli fu dedicato un nuovo osservatorio a Tautenburg. Portano il suo nome un asteroide e un cratere lunare. La Società Astronomica tedesca ha stabilito un premio a lui dedicato, la medaglia Schwarzschild, e il primo a riceverla fu suo figlio, Martin. Ancora oggi chi studia astrofisica studia il “raggio di Schwarzschild”, ovvero il raggio al di sotto del quale una stella collassata diviene un buco nero: nulla di quel che ritrova all’interno di questo raggio può sfuggire al campo gravitazionale della stella, nemmeno la luce! Per il nostro Sole questo raggio vale 3 km che, fortunatamente, è un valore molto più piccolo della dimensione del Sole, mentre i buchi neri hanno dimensione inferiore del raggio di Schwarzschild. La sua singolarità puramente matematica adesso è uno dei campi di studio più importanti ed affascinanti in astrofisica.

Fonti delle immagini

Figura 1: The Göttingen Observatory photo, courtesy Hartmut Grosser., Public domain, da Wikimedia Commons

Figura 2: AIP Emilio Segrè Visual Archives