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エドワード・アーサー・ミルンFRS [ 1 ] ( / m ɪ l n / ; 1896 年 2 月 14 日 - 1950 年 9 月 21 日) は、イギリスの天体物理学者および数学者でした。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
ミルンはイングランドのヨークシャー州ハルで生まれた。ハイマーズ・カレッジに通い、そこから数学と自然科学の奨学金を得て、 1914年にケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに入学し、試験で史上最高得点を獲得した。 1916年、ミルンは軍需省のためにAVヒルが率いる数学者グループに加わり、対空砲の弾道学の研究に従事した。彼らは「ヒルの山賊」として知られるようになった。後にミルンは音源定位の専門家となった。[ 7 ] 1917年、彼は王立海軍予備役 の中尉となった。彼は1919年から1925年までケンブリッジ大学トリニティ・カレッジのフェローであり、1920年から1924年まで太陽物理学観測所の副所長、1924年から1925年までトリニティ・カレッジの数学講師、 1922年から1925年まで天体物理学の大学講師を務めた。1924年から1928年までマンチェスター・ヴィクトリア大学のベイヤー応用数学教授を務めた後、 1928年にオックスフォード大学ワダム・カレッジのラウズ・ボール数学教授およびフェローに任命された。ミルンの初期の研究は数理天体物理学であった。1930年代の彼の研究の多くは相対性理論と宇宙論に関するものであった。彼の後期の研究は星の内部構造に関するもので、論争を巻き起こした。ミルンは1943年から1945年まで王立天文学会の会長を務めた。第二次世界大戦中、彼は再び弾道学の研究を行った。
ミルンは1928年6月26日にマンチェスターのウィジントンでマーガレット・スコット・キャンベルと結婚した。キャンベルはスコットランドのサザーランド州ドーノック出身で、アバディーンの弁護士ヒュー・フレイザー・キャンベルの娘だった。ミルンの兄ジェフリーは当時リーズ大学で農業化学の講師を務めており、介添人を務めた。[ 8 ]マーガレット・スコット・ミルンは1938年10月5日にオックスフォードで亡くなった。[ 9 ]彼は1940年6月22日にオックスフォードのセント・アンドリュース教会で、ウィリアム・ウェットン・レンウィックの三女ベアトリス・ブレヴォート・レンウィックと再婚した。[ 10 ] [ 11 ]ウィリアム・ウェットンはアメリカの建築家ジェームズ・レンウィック・ジュニアの甥で、アメリカ合衆国インディアナ州インディアナポリスにあるローマ・カトリックの大聖堂、聖ペテロ・聖パウロ教会を設計した。[ 12 ]ベアトリス・ブレヴォート・ミルンは、1945年8月28日にオックスフォードでわずか32歳で亡くなった。[ 13 ]ミルンは、一連の講義の準備中にアイルランドのダブリンで心臓発作で亡くなった。これらの講義は、彼の最後の出版本の1つである『現代宇宙論とキリスト教の神の概念』（1952年）に書き留められている。
1920年代、ミルンの研究の多くは恒星、特に地球から観測される放射線を生成する恒星大気と呼ばれる外層に関するものでした。彼は灰色大気、つまり高温の電離ガスによる光の吸収の強さがすべての波長で同じであるという単純化された近似を考慮しました。これにより、現在ミルン方程式として知られる数式を含む、大気中の温度がどのように変化するかの予測が得られました。彼はまた、このモデルに基づいて恒星からの光の強度が波長によってどのように変化するかを計算しました。[ 14 ] [ 15 ]
ミルンは、星内部のガスによる光の吸収強度（吸収係数で表される）が波長によって変化する、より現実的なケースを検討した。彼は単純化された仮定を用いて、太陽の場合、吸収強度が波長にどのように依存するかを計算した。彼の結果は当時十分に説明できなかったが、後に 負に帯電した水素イオン（H −）がミルンの結果に大きく寄与していることが示された。[ 15 ]
ミルンはラルフ・H・ファウラーと共同で、恒星のスペクトル線の強度が恒星のスペクトル型にどのように依存するかを研究した。その際、彼らはガスの電離に関するメグナド・サハの研究を恒星大気に適用した。 [ 15 ]
ミルンは1920年代後半から1930年代前半にかけて星の構造や内部構造について研究した。彼はしばしばアーサー・エディントンの意見に反対した。[ 15 ]
1930年代初頭から、ミルンの関心は相対性理論と宇宙論にますます集中していった。[ 16 ]
1932年から彼は「膨張する宇宙」の問題に取り組み、1935年に『相対性理論、重力、そして世界構造』の中で、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論に代わる理論を提案した。また、マクレア（1934）と共に、フリードマン（1922）が一般相対性理論を用いて最初に提案した現代宇宙論の基礎となる3つのモデルは、ニュートン力学のみを用いても導出できることを示した。[ 17 ]
ミルンの運動学に基づく一般相対性理論の代替案は、運動学的相対性理論として知られていた。彼の理論は特殊相対性理論に基づいていたが、一般相対性理論に基づいてはいなかった。そのため、「非相対論的宇宙論」と表現されてきた。[ 18 ]ミルンの理論は他の人々から反対を受けたが、定常宇宙論の理論家たちに影響を与えた。[ 19 ]
ミルンの膨張宇宙モデルと現在の（アインシュタインの）膨張宇宙モデルの主な違いは、ミルンは宇宙の物質分布が均一であるとは前提としていなかった点である。また、彼は重力相互作用をモデルに組み込んでいなかった。
ミルンは、アインシュタインの特殊相対性理論と同時性の相対性の下では、非静的な宇宙が均質であることは不可能であると主張した。すなわち、宇宙が膨張している場合、その密度は時間とともに減少し、ある観測者にとって同じ時点で同じ密度に見える2つの領域は、別の観測者にとっては同じ時点で同じ密度には見えないことになる。しかし、各観測者が合意された同じ固有時刻に局所的な密度を測定すれば、測定された密度は同じになるはずである。ミンコフスキー座標では、この一定の固有時刻は、創造の出来事の光円錐まで無限に広がる双曲面を形成する。これは、創造の時刻である0に固有時刻が近づくときでも当てはまる。創造の時刻において、宇宙はすでに無限なのである。
したがって、ミルンのモデルは球体であり、中心から数十億光年以内の範囲では物質分布はほぼ均一で、そこから無限の密度へと増加する。この無限の密度は、ビッグバン時の宇宙の密度に等しいことが示される。球状分布は、中心に異なる静止粒子が存在することを除けば、ローレンツ変換後も本質的に同じであるという点で独特である。このような性質を持つ分布は他にないため、「特定の基準系を持たない」という宇宙論的原理を満たすことができるのもこの分布だけである。ミルンはこの宇宙論的原理に基づいて、ユークリッド幾何学で完全に記述できるモデルを構築した。
1935年当時、ミルンはこのモデルを用いて宇宙背景放射の予測を発表したが、それはエディントンが予測したものとは大きく異なる性質のものであった。実際、『相対性理論、重力、そして世界構造』の多くの箇所は、エディントンの先入観を批判することに費やされている。
ミルンはキリスト教の有神論者であった。[ 20 ] [ 21 ] 1950年、ミルンはバーミンガム大学に招かれてエドワード・キャドバリー記念講演会でキリスト教と宇宙論に関する10回の講演を行った。これらの講演は、ジェラルド・ジェームズ・ウィットローが編集し、1952年に出版された『現代宇宙論とキリスト教の神の概念』という本に掲載された。[ 20 ]
ミルンは有神論的進化論者であり、神が「巧みな手さばき」で介入して突然変異を正しい方向に導くという見解を持っていた。[ 22 ]