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ロバート・ヘンリー・ディッケ（/ ˈdɪki / 、1916年5月6日 - 1997年3月4日）は、天体物理学、原子物理学、宇宙論、重力の分野に重要な貢献をしたアメリカの天文学者、物理学者です。[ 1 ]彼はプリンストン大学のアルバート・アインシュタイン科学教授（1975年 - 1984年）でした。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
ミズーリ州セントルイス生まれのディッケは、プリンストン大学で学士号を取得し、1939年にロチェスター大学で原子核物理学の博士号を取得した。第二次世界大戦中はマサチューセッツ工科大学の放射線研究所で働き、レーダーの開発に携わり、マイクロ波受信機であるディッケ放射計を設計した。彼はこれを用いて、放射線研究所の屋上からのマイクロ波背景放射の温度を20ケルビン未満に制限した。
1946年、彼はプリンストン大学に戻り、その後もそこで研究を続けた。彼は原子物理学、特にレーザーと電子の磁気回転比の測定に関する研究を行った。分光法と放射伝達の分野への重要な貢献は、ディッケ狭窄と呼ばれる現象の予測であった。原子の平均自由行程がその放射遷移の波長よりもはるかに小さい場合、原子は光子の放出または吸収中に速度と方向を何度も変える。これにより、異なるドップラー状態にわたって平均化され、原子線幅はドップラー幅よりもはるかに狭くなる。[ 5 ] ディッケ狭窄はミリ波およびマイクロ波領域の比較的低い圧力で発生する（原子時計の精度向上に利用されている）。ディッケ狭窄はガンマ線のメスバウアー効果に類似している。
1956年、チャールズ・ハード・タウンズとアーサー・レナード・シャウローが特許出願を行う約2年前、ディッケは「分子増幅生成システムおよび方法」と題する特許を出願し、赤外線レーザーの製造方法と開放型共振器の使用について主張し、1958年9月9日に特許が付与された。
彼は残りのキャリアを、等価原理の枠組みを用いて一般相対性理論の精密な検証プログラムの開発に費やした。1957年、彼はマッハの原理とポール・ディラックの大数仮説に触発された重力の代替理論を初めて提案した。[ 6 ] 1961年、これはカール・H・ブランズと共に開発されたブランズ＝ディッケ重力理論[ 7 ]につながり、これは一般相対性理論の等価原理に違反する修正である。特筆すべき実験は、ロール、クロトコフ、ディッケによる等価原理の検証であり、これは以前の研究よりも100倍正確であった。[ 8 ]彼はまた、太陽の扁平率の測定も行い、これは一般相対性理論の古典的な検証の1つである水星の軌道の近日点歳差運動を理解するのに役立った。[ 9 ]
ディラックは、重力定数G はある単位で宇宙の年齢の逆数にほぼ等しいので、この等式を維持するためにはG が変化しなければならないと仮説を立てた。ディッケは、ディラックの関係が選択効果である可能性があることに気づいた。基本的な物理法則は、太陽などの主系列星と呼ばれるものの寿命とGを結びつけており、ディッケによれば、これらの星は生命の存在に必要である。[ 10 ]等式が成り立たない他の時代には、その不一致に気づく知的生命体は存在しないだろう。これが、現在弱い人間原理と呼ばれるものの最初の現代的な応用である。
1960年代初頭、ブランズ・ディッケ理論の研究により、ディッケは初期宇宙について考えるようになり、ジム・ピーブルズと共に宇宙マイクロ波背景放射の予測を再導出した（ジョージ・ガモフらの以前の予測を忘れていたとされる）。ディッケは、デイビッド・トッド・ウィルキンソン、ピーター・G・ロールと共に、すぐにディッケ放射計の製作に取り掛かり、放射線を探した。彼らに先立って、プリンストン近郊のベル研究所で研究していたアーノ・ペンジアスとロバート・ウッドロー・ウィルソン（彼らもディッケ放射計を使用していた）が偶然に検出していた。[ 11 ] [ 12 ]それにもかかわらず、ディッケのグループは2回目の明確な検出を行い、ペンジアスとウィルソンの結果に対する彼らの理論的解釈は、初期宇宙の理論が純粋な憶測から十分に検証された物理学へと移行したことを示した。[ 13 ] [ 14 ]
1970年、ディッケは、宇宙が永遠に膨張し続けるのを止めるために必要な臨界密度に非常に近い物質密度を宇宙が持っているに違いないと主張した。 [ 15 ]宇宙の標準モデルは、放射、物質、曲率などが支配的な段階を経る。段階間の遷移は非常に特別な宇宙の時間であり、先験的には何桁も異なる可能性がある。無視できない量の物質が存在するため、我々は物質が支配的な段階への移行またはそこからの遷移の近くに偶然住んでいるか、あるいはその途中にいるかのどちらかである。後者の方が好ましい。なぜなら、偶然の一致は非常に起こりにくいからである（コペルニクス原理の適用）。これは無視できるほどの曲率を意味するため、宇宙はほぼ臨界密度を持っていなければならない。これは「ディッケの偶然の一致」の議論と呼ばれている。[ 16 ]実際には、我々は物質とダークエネルギーの段階間の遷移の時期に生きているように見えるため、これは間違った答えを与える。ディッケの議論の失敗に対する人間原理的な説明はワインバーグによって与えられた。[ 17 ]
ディッケは、応用科学や工学の分野で不可欠なツールであるロックインアンプの開発にも携わった。 [ 18 ]ディッケの実験の多くは、何らかの形でロックインを利用している。しかし、マーティン・ハーウィットとのインタビューで、彼はこの装置の発明者としてしばしば評価されているにもかかわらず、ブリンマー大学の教授であるウォルター・C・ミヒェルスが書いた科学機器のレビューでそれについて読んだと考えていると主張している。[ 19 ] [ 20 ]
ディッケは、第二次世界大戦中に開発した「ディッケ放射計受信機」または単に「ディッケ放射計」と呼ばれる一種の無線受信機の発明者としても知られています。[ 21 ]彼の放射計は、「ディッケ抵抗器」として知られる切り替え可能な抵抗器を使用した雑音温度校正技術を特徴としていました。
ディッケは1970年に国家科学賞を受賞しました。[ 22 ] 1973年には、会員であった米国科学アカデミーからコムストック物理学賞を授与されました。 [ 23 ] [ 24 ]彼はまた、アメリカ芸術科学アカデミーとアメリカ哲学協会の会員でもありました。[ 25 ] [ 26 ]ディッケはノーベル物理学賞に複数回ノミネートされました。 [ 27 ]ピーブルズは2019年のノーベル賞受賞講演を、ディッケがノーベル賞を受賞していないことへの失望を表明して締めくくり、「しかし、私のノーベル賞は、ボブが始めたこと、つまり経験に基づいた相対論的宇宙論を確立することによって経験に基づいた重力物理学を確立するという彼の偉大な目標の終結であるため、私は今満足しています」と述べました。[ 28 ]
ディッケは1942年にアニー・カリーと結婚した。スコットランド系のカリーは1920年にイングランドのバロー・イン・ファーネスで生まれ、幼い頃にオーストラリアとニュージーランドを経由してニューヨーク州ロチェスターに移住した。アニーはオーストラリアとニュージーランドでの思い出をとても大切にしていた。
第二次世界大戦の勃発時、ディッケはマサチューセッツ工科大学でレーダー開発に自身の技術を活かすことで、戦争遂行に貢献するよう要請された。
戦争終結後、ディッケとカリーはニュージャージー州プリンストンに移り住み、ロバートはプリンストン大学の教員を務めた。ディッケは1997年3月4日にプリンストンで亡くなった。カリーは2002年までプリンストンに住み続け、晩年はニュージャージー州ハイツタウンのメドウ・レイクス・リタイアメント・コミュニティで暮らし、2005年に亡くなった。
彼らには1945年に生まれた娘ナンシーと、1946年に生まれた息子ジョンと1953年に生まれた息子ジェームズがいた。ディッケの死去時には、6人の孫と1人のひ孫がいた。[ 29 ]