Richard C. Tolman

Richard Chace Tolman (4 de marzo de 1881 – 5 de septiembre de 1948) fue un físico matemático y químico físico estadounidense que realizó numerosas contribuciones a la mecánica estadística y la cosmología teórica . ^[1] Fue profesor en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). ^[2]

Tolman nació en West Newton, Massachusetts, hijo de un empresario exitoso y una madre cuáquera. Tolman asistió a las escuelas públicas locales antes de matricularse en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), donde obtuvo su licenciatura en ingeniería química en 1903. ^[2] Pasó el año siguiente estudiando en el extranjero en Alemania antes de regresar al MIT para continuar sus estudios. Fue asesorado por Arthur Amos Noyes , un pionero de la química física, y recibió el doctorado en 1910 bajo la supervisión de Noyes. ^[3] Posteriormente trabajó brevemente en varias universidades antes del estallido de la Primera Guerra Mundial . ^[2]

En 1912, concibió el concepto de masa relativista , escribiendo que "la expresión es la más adecuada para la masa de un cuerpo en movimiento". ^[4]${\displaystyle m_{0}\left(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}\right)^{-1/2}}$

Durante la Primera Guerra Mundial, Tolman sirvió en el Servicio de Guerra Química, alcanzando el rango de Mayor. Cuando terminó la guerra, continuó trabajando para el gobierno durante algunos años, investigando la fijación del nitrógeno . ^[2]

En un experimento de 1916 con Thomas Dale Stewart , Tolman demostró que la electricidad consiste en electrones que fluyen a través de un conductor metálico . Un subproducto de este experimento fue un valor medido de la masa del electrón . ^{[5] [2]} Este trabajo temprano despertó el interés de Tolman en la cinética química y la mecánica estadística. ^[2] Tolman y sus colaboradores en el Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo de la Universidad de California agradecieron al gobierno por permitirles realizar una investigación fundamental que tenía poca relevancia inmediata para su proyecto asignado, escribiendo que "una política tan liberal es de gran importancia para mantener una actitud científica adecuada por parte del personal de un laboratorio de investigación". ^[2]

Tolman fue miembro de la Alianza Técnica en 1919, precursora del movimiento Tecnocracia , donde ayudó a realizar un estudio energético que analizaba la posibilidad de aplicar la ciencia a los asuntos sociales e industriales. ^{[6] [7] [8]}

Tolman fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1922. ^[9] Ese mismo año, se unió a la facultad del Instituto de Tecnología de California, donde se convirtió en profesor de química física y física matemática y más tarde decano de estudios de posgrado. ^[2] Uno de los primeros estudiantes de Tolman en Caltech fue el químico teórico Linus Pauling , a quien Tolman enseñó la antigua teoría cuántica . Tolman fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1923. ^[10] Sus años en Caltech fueron los más productivos. ^[2]

En 1927, Tolman publicó un texto sobre mecánica estadística cuyo trasfondo era la antigua teoría cuántica de Max Planck , Niels Bohr y Arnold Sommerfeld . ^[11] Tolman fue elegido miembro de la American Philosophical Society en 1932. ^[12] En 1938, publicó un nuevo trabajo detallado que cubría la aplicación de la mecánica estadística a los sistemas clásicos y cuánticos . ^{[13] [14]} En su trabajo sobre el tema, Tolman se basó en gran medida en las contribuciones clave de Ludwig Boltzmann , J. Willard Gibbs , Paul y Tatyana Ehrenfest . ^[2]

Tolman se interesó en la relatividad general . Investigó la aplicación de la termodinámica a los sistemas relativistas y la cosmología . Estableció una serie de resultados teóricos importantes en el estudio de un universo en expansión. ^[2] En su monografía de 1934 titulada Relatividad, termodinámica y cosmología, ^[15] Tolman demostró cómo la radiación del cuerpo negro en un universo en expansión se enfría pero sigue siendo térmica  , un indicador clave hacia las propiedades del fondo cósmico de microondas . ^[16] También en esta monografía, Tolman fue la primera persona en documentar y explicar cómo un universo cerrado podría ser igual a energía cero. Explicó cómo toda la energía de la masa es positiva y toda la energía gravitacional es negativa y se cancelan entre sí, lo que lleva a un universo de energía cero. ^[16] Su investigación de la hipótesis del universo oscilatorio , que Alexander Friedmann había propuesto en 1922, llamó la atención sobre las dificultades con respecto a la entropía y resultó en su desaparición hasta fines de la década de 1960. Tolman interpretó las observaciones astronómicas en términos de la nueva cosmología en colaboración con Edwin Hubble . ^[2]

Durante la década de 1930, Tolman obtuvo soluciones a las ecuaciones de campo de Einstein que describen el fluido perfecto estático esféricamente simétrico . ^{[17] [18]} J. Robert Oppenheimer , Robert Serber y George Volkoff , se basaron en este trabajo en su investigación sobre la estabilidad de las estrellas de neutrones , obteniendo el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff . ^{[19] [20]}

Durante la Segunda Guerra Mundial , Tolman sirvió como asesor científico del general Leslie Groves en el Proyecto Manhattan . ^[2] En el momento de su muerte en Pasadena , era el asesor principal de Bernard Baruch , el representante de Estados Unidos ante la Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas .

En 1947 se reincorporó a la vida civil y publicó algunos artículos sobre la termodinámica de las fases superficiales. Murió el 5 de septiembre de 1948, tres semanas después de sufrir una hemorragia cerebral sin previo aviso. ^[2]

Cada año, la sección del sur de California de la Sociedad Química Americana honra a Tolman otorgándole su Medalla Tolman "en reconocimiento a sus destacadas contribuciones a la química".

El hermano de Tolman fue el psicólogo conductual Edward Chace Tolman . Se casó con la psicóloga Ruth Sherman Tolman en 1924. ^[2]

• Lista de libros de texto de termodinámica y mecánica estadística
• Longitud de Tolman
• Prueba de brillo superficial de Tolman
• La paradoja de Tolman
• Teorema H de Tolman
• Efecto Tolman-Ehrenfest
• Ecuación de Tolman-Oppenheimer-Volkoff
• Métrica de Lemaître-Tolman
• Paradoja de Lewis-Tolman
• Efecto Stewart-Tolman
• Universo oscilatorio
• Hombre delgado (bomba nuclear)

• Mecánica estadística con aplicaciones a la física y la química. Nueva York: The Chemical Catalog Company. 1927.
• Relatividad, termodinámica y cosmología. Oxford: Clarendon Press. 1934. LCCN  34032023.Reeditado (1987) Nueva York: Dover ISBN 0-486-65383-8 . 
• Los principios de la mecánica estadística. Oxford: Clarendon Press. 1938. ISBN 9780486638966.Reeditado (1979) Nueva York: Dover ISBN 0-486-63896-0 . Tolman, Richard Chace (enero de 1987). Reimpresión de Dover de 1987. Courier Corporation. ISBN  9780486653839.

• 
  Relatividad, termodinámica y cosmología (1934)
• 
  Índice de contenidos de Relatividad, termodinámica y cosmología (1934)
• 
  Introducción a la relatividad, la termodinámica y la cosmología (1934)

• Breve biografía del Archivo Online de California
• Breve biografía de la página "Premio Tolman" de la Sección del Sur de California de la Sociedad Química Americana.
• Obras de Richard C. Tolman en el Proyecto Gutenberg
• Obras de Richard C. Tolman o sobre él en Internet Archive
• Memorias biográficas, Academia Nacional de Ciencias. Incluye una bibliografía completa de los escritos de Tolman. Consultado el 4 de octubre de 2024.