Sir Arthur Stanley Eddington

Nato da genitori quaccheri; il padre, insegnante e poi preside di una scuola quacchera, morì quando aveva due anni, lasciando la famiglia in difficoltà economiche. Studiò in un collegio, la Brymelyn School di Weston-super-Mare, però come alunno esterno, eccellendo in matematica e letteratura.

Nel 1898 ottenne una borsa di studio dalla Contea; sebbene fosse troppo giovane per entrare all’università fu ammesso all’Owens College di Manchester dove studiò fisica, seguendo anche le lezioni di matematica di Horace Lamb.

Non aveva i mezzi economici per mantenersi agli studi, ma grazie alle sue capacità ottenne sempre sussidi e conseguì il B.Sc. nel 1902 con lode.

Ottenne una borsa per iscriversi al Trinity College di Cambridge dove seguì i corsi di matematica di E. Whittaker, A. N. Whitehead e E. W. Barnes ed ottenne il M.A. nel 1905.

Dopo la laurea iniziò un progetto di ricerca sulla emissione termoionica al Cavendish Laboratory, ma rinunciò presto e decise di dedicarsi all’astronomia, facendo domanda di trasferirsi all’Osservatorio Reale di Greenwich.

L’astronomia era stata una sua passione fin dall’infanzia ed aveva avuto in prestito un piccolo telescopio quando aveva 10 anni.

Ottenne un posto temporaneo a Greenwich con l’incarico di esaminare le foto dell’asteroide Eros prese in un anno di osservazioni, per determinare con esattezza il parallasse solare. Ebbe il premio Smith del 1907 per un saggio sul moto proprio delle stelle e un Fellowship del Trinity College.

Nel dicembre 1912 morì George Darwin, un figlio di Charles Darwin, professore di astronomia a Cambridge, e l’anno dopo Eddington ottenne la cattedra rimasta vacante, prevalentemente orientata verso l’astronomia sperimentale (vi era un’altra cattedra di astronomia teorica).

Nel 1913 morì anche il titolare dall’altra cattedra e così divenne responsabile sia del versante sperimentale che di quello teorico, ottenendo anche la direzione dell’Osservatorio di Cambridge e l’elezione a fellow della Royal Society.

Allo scoppio della Prima Guerra mondiale, data la sua religione quacchera, evitò, come convinto obiettore di coscienza, ogni coinvolgimento nel conflitto.

Nel 1915 ricevette i lavori di Einstein e De Sitter sulla relatività generale e ne fu subito attratto, soprattutto perchè forniva una spiegazione della precessione del perielio di Mercurio, fino allora inspiegabile. Tenne relazioni sulla relatività generale a riunioni della British Association nel 1916 e alla Physical Society nel 1918, contribuendo alla sua conoscenza e diffusione tra gli scienziati di lingua inglese.

Nel 1919, in occasione dell’eclissi totale di sole, l’Astronomo Reale, Frank Dyson, organizzò due spedizioni britanniche per verificare uno degli effetti previsti dalla relatività generale, la deviazione della luce proveniente da stelle passando vicino al Sole.

Eddington guidò la spedizione all’Isola Principe, al largo della costa occidentale africana. Il 29 maggio, giorno dell’eclisse, prevista per le due del pomeriggio, era brutto tempo, ma verso mezzogiorno il sole apparve tra le nuvole e riuscirono a prendere sedici fotografie dell’eclisse totale, molte di cattiva qualità e difficile lettura.

Tuttavia fece le misure e il 3 giugno annunciò che in una foto si poteva misurare la deviazione della posizione di una stella in accordo con le previsioni di Einstein:… one plate I measured gave a result agreeing with Einstein.

Con questo risultato sperimentale contribuì in modo decisivo alla affermazione della relatività e tenne lezioni e conferenze sull’argomento a Cambridge, poi raccolte nel volume Mathematical Theory of Relativity del 1923.

Nacque allora la leggenda metropolitana che solo tre persone al mondo capissero la relatività e intervistato su questo da un giornalista sembra che Eddington rispondesse: ‘e chi sarebbe la terza?’.

Si dedicò anche alla struttura interna delle stelle, studiando l’equilibrio tra l’attrazione gravitazionale e la pressione della radiazione e mostrò che deve esistere un limite superiore per la massa delle stelle, ora chiamato Limite di Eddington. Con questo modello scoprì anche la relazione tra massa e luminosità, calcolò l’abbondanza di idrogeno nelle stelle e spiegò la pulsazione delle stelle variabili Cefeidi. Queste ricerche sono raccolte nel volume The Internal Constitution of Stars del 1926.

Sul meccanismo della produzione di energia nelle stelle ebbe una lunga controversia con James Jeans, ma aveva sostanzialmente ragione ipotizzando il meccanismo di fusione tra i nuclei (in realtà già previsto da Jean Perrin), anche se per avere una corretta spiegazione del fenomeno occorrerà aspettare l’effetto tunnel quantistico introdotto da Gamow e la teoria di Bethe del 1938-39.

Scrisse anche libri di natura più filosofica, come The Nature of the Physical World (1928)(tr.it. La natura del mondo fisico, Laterza, Bari, 1987), New Pathways of Science (1935) e The Philosophy of Physical Science (1939)(tr.it. Filosofia della fisica, Laterza, Bari, 1984) e in essi sosteneva la molto personale tesi che lo studio della storia di una disciplina fosse di ostacolo a lavori creativi nella stessa disciplina.

Affascinato dalle costanti fondamentali di natura e da alcune coincidenze numeriche, tentò di costruire una ‘teoria fondamentale’ che permettesse di spiegare le strutture a piccola e larga scala dell’universo, unificando la teoria quantistica e la relatività generale, e di calcolare le costanti fondamentali. L’opera non fu completata, ma il manoscritto fu pubblicato postumo a cura di E. T. Whittaker (Fundamental Theory, 1946).

Tentò anche la formulazione di un modello di universo intermedio tra quelli di Einstein e De Sitter riscoprendo un lavoro di G. Lemaître, un suo allievo, del 1927. Si convinse anche dell’espansione dell’universo e contribuì, insieme a Hubble, a fare accettare l’idea con il suo libro The expanding Universe del 1933 (ed. it. L’Universo in espansione, Zanichelli, Bologna, 1933).

Ottenne il titolo di Sir nel 1930 e l’Ordine del merito nel 1938, insieme ad altre numerose onorificenze e premi dalla Royal Astronomical Society, dalla Royal Society ed altre Accademie e società di tutto il mondo.

La reputazione conquistata per la sua indubbia eccellenza scientifica fu macchiata, nell’ultimo periodo della vita, dal suo atteggiamento polemico e dalle severe critiche verso i colleghi astrofisici e dallo scetticismo suscitato tra gli scienziati dalle sue speculazioni estetiche e numerologiche.

Ebbe una dura controversia con il suo allievo Subrahmanyan Chandrasekhar sulla natura delle nane bianche. Nonostante le sue idee fossero sbagliate e basate su dati superati, la comunità scientifica non ebbe il coraggio di smentire pubblicamente il grande Eddington anche se in privato dava ragione a ‘Chandra’, che ottenne il Premio Nobel nel 1983.

Fu anche un duro oppositore dell’ipotesi dell’esistenza dei ‘buchi neri’, successivamente provata negli anni ’50.

È stato un famoso divulgatore con i suoi libri di grande successo, tra cui, oltre ai già citati, Space, Time and Gravitation: An Outline of the General Relativity Theory (1920, ed.it. Spazio, tempo e gravitazione, Boringhieri, Torino, 1971).

Una sua famosa affermazione (da The Nature of the Physical World) è nota come ‘il teorema delle scimmie’: se un esercito di scimmie battesse per un tempo sufficiente sui tasti di macchine da scrivere, produrrebbe prima o poi tutti i libri del British Museum (Monkey Theorem).

A lui sono stati dedicati un cratere lunare e un asteroide (2761 Eddington).