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グンナー・ノルドストローム（1881年3月12日 - 1923年12月24日）はフィンランドの理論物理学者で、一般相対性理論の初期の競合相手であった重力理論で最もよく知られています。ノルドストロームは、アインシュタインと同様の方法で同様の分野における斬新な研究を行ったことから、現代の著述家によってしばしば「フィンランドのアインシュタイン」と呼ばれています。[ 1 ] [ 2 ]
ノルドストロムは1899年にヘルシンキ中心部のブロベリスカ高校を卒業した。当初は機械工学を専攻し、1903年にヘルシンキ工科大学（後にヘルシンキ工科大学と改称され、現在はアールト大学の一部）を卒業した。在学中に理論的な分野に興味を持ち、卒業後はヘルシンキ大学で自然科学、数学、経済学の修士号取得を目指してさらに研究を続けた（1903年～1907年）。[ 3 ]
ノルドストロームはその後、物理化学を学ぶために勧められていたドイツのゲッティンゲンに移った。しかし、彼はすぐに当初の目的分野への興味を失い、当時ゲッティンゲン大学が有名だった電気力学の研究に移った。 [ 1 ]彼は1910年にヘルシンキ大学で博士論文を完成させ、同大学の講師になるためフィンランドに戻った。その後、彼は非常に斬新で急速に発展していた重力の分野に魅了され、ヘンドリック・ローレンツ、ポール・エーレンフェスト、ウィレム・デ・ジッターなど、その分野に貢献した科学者が活躍していたオランダに移住したいと思った。ノルドストロームはロシアのパスポートを持っていたため、第一次世界大戦の最中の1916年にライデンに移り、エーレンフェストの下で働くことができた。ノルドストロームはライデンでかなりの時間を過ごし、そこでオランダ人の物理学の学生、コルネリア・ファン・レーウェンと出会い、彼女との間に数人の子供をもうけた。[ 3 ]戦後、彼はベルリン大学の教授職を辞退し、そのポストはマックス・ボルンに与えられた。彼は1918年にフィンランドに戻り、最初はヘルシンキ工科大学で物理学の教授職に就き、後に力学の教授職に就いた。1922年にはフィンランド科学文学協会の会員に選出された。[ 4 ]
ノルドストロームが科学者として成功した鍵の一つは、微分幾何学を物理学に応用する方法を習得したことであり、この新しいアプローチは最終的にアルバート・アインシュタインを一般相対性理論へと導くことにもなった。当時、この新しい分析ツールを効果的に活用できた科学者は世界にほとんどおらず、エルンスト・リンデレーフはその例外であった。[ 5 ]
ノルドシュトロムはライデン滞在中に、球対称な荷電体の外側でアインシュタインの場の方程式を解いた。[ 6 ]この解はハンス・ライスナー[ 7 ] 、ヘルマン・ワイル[ 8 ]、ジョージ・バーカー・ジェフリー[ 9 ]によっても発見され、現在ではライスナー・ノルドシュトロム計量として知られている。ノルドシュトロムはニールス・ボーアやアルベルト・アインシュタインなど、同時代の他の多くの偉大な物理学者と頻繁に連絡を取り合っていた。例えば、当時ロシア帝国と同君連合を結んでいた大公国フィンランドへのドイツ郵便物のロシア検閲をノルドシュトロムが回避するのに役立ったのはボーアの貢献であった。[ 2 ]
ノルドシュトロームが生前最も有名になった理論、重力理論は、ノルドシュトロームの理論の後に 1915 年に発表されたアインシュタインの一般相対性理論の競合相手として長い間考えられていました。1914 年にノルドシュトロームは、電磁気との結合をもたらす追加の空間次元を理論に導入しました。これは、後にカルツァ＝クライン理論として知られるようになった最初の余剰次元理論でした。今日この理論で一般的に名前が使われているカルツァとクラインは、1920 年代までその研究を発表しませんでした。ノルドシュトロームの貢献が忘れ去られた理由として、彼の理論の一部がスウェーデン語で発表されたこと、そしてアインシュタインが後の出版物でカルツァのみに言及したことなどが推測されています。[ 1 ]今日では余剰次元とその理論は広く研究され、議論され、実験的にも探されています。
ノルドシュトロームの重力理論は、1919年の日食で観測された光の曲がりを予測できなかったため、その後実験的にアインシュタインの理論よりも劣っていることが判明した。[ 2 ]しかし、ノルドシュトロームとアインシュタインはライバルではなく、友好的な競争関係、あるいはある意味では協力関係にある科学者であった。これは、ノルドシュトロームがアインシュタインの相対性理論に対してノーベル物理学賞に2度推薦したことからもわかるように、アインシュタインの業績に対するノルドシュトロームの公然たる賞賛からも明らかである。 [ 1 ]アインシュタインは、1919年に提示された最初の実験的証拠が当時まだ議論の余地があり、アインシュタイン、ノルドシュトロームらが開発した複雑な数学モデルについて科学界で合意や一般的な理解さえ得られていなかったため、この理論でノーベル賞を受賞することはなかった。ノルドストロームのスカラー理論は、今日では主に一般相対性理論を学ぶ際の教育ツールとして使用されている。[ 10 ]
今日では、フィンランド国内でさえ、ノルドストロームの科学への貢献について一般に知られていることは限られている。[ 2 ]しかし、彼の死後、多くのフィンランドの物理学者や数学者が、おそらく彼が残した遺産のために、相対性理論と微分幾何学に時間を費やした。一方、フィンランドの科学界で一般相対性理論の最も著名な反対者は、ノルドストロームが教授を務めていたヘルシンキ工科大学の前学長であるヒャルマル・メリンであった。 [ 5 ]
第一次世界大戦勃発時、ノルドストロムはオランダに移住し、そこで妻となるコルネリア・ファン・レーウェンと出会い結婚した。一家は1918年にフィンランドに戻った。
ノルドストロムは1923年12月、42歳で悪性貧血により亡くなった。この病気は放射性物質への曝露が原因だった可能性がある。ノルドストロムは放射性物質の実験[ 1 ]や、ラジウムを豊富に含む泉の水を使ったフィンランドのサウナの伝統を楽しんでいたことで知られている[ 5 ]。彼の出版物の中には、フィンランドのさまざまな泉や地下水の放射能放出力の測定に関する1913年のものがある[ 1 ] [ 2 ]。
ノルドストロームは、そのキャリアを通じて、ドイツ語、オランダ語、フィンランド語、そして母語であるスウェーデン語を含む言語で34本の論文や研究論文を発表した。ノルドストロームはおそらく、フィンランドの言語で相対性理論について書いた最初の人物であろう。