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 exitoso hombre de negocios y una madre cuáquera. Asistió a las escuelas públicas locales antes de ingresar al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), donde obtuvo su licenciatura en ingeniería química en 1903. ^{[ 2 ]} Pasó el año siguiente estudiando en Alemania antes de regresar al MIT para continuar sus estudios. Fue mentorizado por Arthur Amos Noyes , pionero de la química física, y recibió su 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${\displaystyle m_{0}\left(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}\right)^{-1/2}}$es más adecuado para la masa de un cuerpo en movimiento." ^{[ 4 ]}

Durante la Primera Guerra Mundial, Tolman sirvió en el Servicio de Guerra Química, alcanzando el rango de Mayor. Al finalizar la guerra, continuó trabajando para el gobierno durante algunos años, investigando la fijación de 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 la medición de la masa del electrón . ^{[ 5 ] [ 2 ]} Este trabajo inicial despertó el interés de Tolman por 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 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 Artes y Ciencias en 1922. ^{[ 9 ]} Ese mismo año, se unió al profesorado del Instituto Tecnológico de California, donde se convirtió en profesor de química física y física matemática y, posteriormente, en decano de estudios de posgrado. ^{[ 2 ]} Uno de los primeros alumnos 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 basado en la antigua teoría cuántica de Max Planck , Niels Bohr y Arnold Sommerfeld . ^{[ 11 ]} Tolman fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1932. ^{[ 12 ]} En 1938, publicó una nueva obra detallada que abarcaba la aplicación de la mecánica estadística a 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 por la relatividad general . Investigó la aplicación de la termodinámica a los sistemas relativistas y la cosmología . Estableció varios 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 térmica del cuerpo negro en un universo en expansión produce enfriamiento , un indicador clave de 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 poseer energía neta cero. Explicó cómo toda la energía de 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 finales 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 con simetría esférica . ^{[ 17 ] [ 18 ]} Fue Tolman quien impulsó el interés de J. Robert Oppenheimer en la astrofísica relativista al presentarlo a los astrónomos que trabajaban en el Observatorio Mount Wilson en Pasadena, California. ^{[ 19 ] : 89} Oppenheimer, Robert Serber y George Volkoff se basaron en el trabajo de Tolman en su investigación sobre la estabilidad de las estrellas de neutrones , obteniendo el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] : 269}

Durante la Segunda Guerra Mundial , Tolman fue asesor científico del general Leslie Groves en el Proyecto Manhattan . ^{[ 2 ]} Retomó la vida civil en 1947 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 ]} En el momento de su muerte en Pasadena , era asesor principal de Bernard Baruch , el representante de Estados Unidos ante la Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas .

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

El hermano de Tolman era el psicólogo conductista Edward Chace Tolman . Se casó con la psicóloga Ruth Sherman Tolman en 1924. ^{[ 2 ]}

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

• 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 . Reedición (1987) Nueva York: Dover ISBN 0-486-65383-8.
• Principios de mecánica estadística . Oxford: Clarendon Press. 1938.ISBN 9780486638966 Reedición (1979) Nueva York: Dover ISBN 0-486-63896-0Tolman, Richard Chace (enero de 1987). Reimpresión de Dover de 1987. Courier Corporation. ISBN 9780486653839.

• 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)

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