Χ. Βάρβογλης:William Thomson (Λόρδος Kelvin): ο τελευταίος των μεγάλων της κλασικής φυσικής.

του ομότιμου καθηγητή Φυσικής του Τμήματος Φυσικής ΑΠΘ Χ. Βάρβογλη 

για το Πειράματα Φυσικής με Απλά Υλικά

William Thomson (Λόρδος Kelvin): ο τελευταίος των μεγάλων της κλασικής φυσικής.

Α. Επιστήμονας

Ο William Thomson σπούδασε στο Cambridge (1841-1845), και την αμέσως επόμενη χρονιά διορίστηκε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, σε ηλικία μόλις 22 ετών. Αποχώρησε από το πανεπιστήμιο το 1899, μετά από 53 χρόνια καθηγεσίας. Τότε εθεωρείτο ως ο μεγαλύτερος φυσικός της εποχής του. Σήμερα όμως τον θυμόμαστε μόνο για το έργο του στη Θερμοδυναμική, και για αυτό έχουμε δώσει το όνομά του στη μονάδα της απόλυτης θερμοκρασίας. Για το έργο του στη Θερμοδυναμική η βασίλισσα Βικτωρία τον έχρισε το 1892 βαρώνο Kelvin, από το όνομα του μικρού ποταμού Kelvin που περνούσε κοντά από το σπίτι του και το γραφείο του στη Γλασκώβη. Όμως η άγνοια φαινομένων της φυσικής που ανακαλύφθηκαν μεταγενέστερα τον οδήγησε σε λάθη.
Ένα λανθασμένο αποτέλεσμά του ήταν ο υπολογισμός της ηλικίας της Γης (1864), από τον ρυθμό ψύξης και την στερεοποίηση του φλοιού μιας διάπυρης αρχικά σφαίρας. Το αποτέλεσμά του ήταν 20-40 εκατομμύρια έτη, σε αντίθεση με τους βιολόγους (Darwin) και τους γεωλόγους, που εκτιμούσαν την ηλικία της σε κλίμακα δισεκατομμυρίων ετών.
Στη «μικρή» ηλικία συνηγορούσε, κατά τη γνώμη του, και η ηλικία του Ήλιου. Από τον γνωστό ρυθμό ακτινοβολίας του και από την υπόθεση ότι πηγή ενέργειας ήταν η μείωση της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας μιας αέριας σφαίρας, υπολόγισε την ηλικία του σε 20 εκατομμύρια χρόνια (1887). Σήμερα φυσικά γνωρίζουμε ότι πηγή ενέργεια του Ήλιου δεν είναι η βαρυτική δυναμική ενέργεια αλλά οι θερμοπυρηνές αντιδράσεις σύντηξης του υδρογόνου, και έτσι οι υπολογισμοί τους «έπεσαν έξω» κατά έναν παράγοντα τα τάξης του 1.000. Δεν γνώριζε επίσης ότι η Γη θερμάνθηκε, μετά τη δημιουργία της, από πυρηνικές αντιδράσεις σχάσης, οπότε το μοντέλο της ψυχόμενης αρχικά διάπυρης ρευστής σφαίρας απλά δεν ισχύει. Έτσι και σε αυτή την περίπτωση είχε πέσει έξω και πάλι κατά έναν παράγοντα της τάξης του 1.000.
Το 1998 ο Kelvin πρόβλεψε ότι τα διαθέσιμα αποθέματα οξυγόνου στη Γη επαρκούσαν μόνο για 400 χρόνια, λόγω της χρήσης ορυκτών καυσίμων μετά τη βιομηχανική επανάσταση. Ήταν ίσως ο πρώτος οικολόγος, αλλά δεν γνώριζε ότι τη σημαντικότερη συνεισφορά στην παραγωγή οξυγόνου στη Γη έχουν τα κυανοβακτήρια των ωκεανών. Φαίνεται ότι τα αποθέματα ορυκτών καυσίμων της Γης θα εξαντληθούν πριν εξαντληθεί το απόθεμα οξυγόνου. Τέλος αξίζει να σημειώσω ότι αποδέχθηκε το γεγονός πως η θερμότητα είναι είδος ενέργειας μόλις το 1851, πολύ έπειτα από τα πειράματα του Joule. Μέχρι τότε πίστευε στο θερμιδικό ρευστό.
Τα παραπάνω δεν σημαίνουν βέβαια ότι δεν γνώριζε κλασική φυσική. Απόδειξη είναι η περίφημη ομιλία του στο Βασιλικό Ινστιτούτο το 1900, αμέσως μετά τη συνταξιοδότησή του, με τίτλο: Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light (Σύννεφα του 19ου αιώνα στη δυναμική θεωρία της θερμότητας και του φωτός). Σε αυτήν επισήμανε, πολύ εύστοχα, δύο «σκοτεινά σύννεφα» στην τότε «κλασική» Φυσική, την ερμηνεία:

• του πειράματος των Michelson & Morley και

• της ακτινοβολίας του μελανού σώματος.

Πέθανε το 1907, δύο χρόνια μετά τις δημοσιεύσεις του Αϊνστάιν για την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας και την κβαντική φύση του φωτός, οι οποίες έδειξαν τον δρόμο για την επίλυση αυτών των δύο προβλημάτων.

Β. Μηχανικός

Ο William Thompson ήταν σύμβουλος της εταιρίας που πόντιζε το πρώτο υπερατλαντικό τηλεγραφικό καλώδιο. Κατανόησε εξαρχής ότι το σήμα διαδίδεται με πεπερασμένη ταχύτητα και έγραψε μια διαφορική εξίσωση με μερικές παραγώγους που περιγράφει το φαινόμενο. Ο αρχιμηχανικός όμως της εταιρεία είχε διαφορετική άποψη, και οι εργασίες ξεκίνησαν με βάση τους υπολογισμούς του αρχιμηχανικού.
Τα γεγονότα όμως έδειξαν ότι ο Thomson είχε δίκιο. Έτσι έγινε μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου της εταιρίας, με καλό μισθό, και ορίσθηκε επικεφαλής των εργασιών. Τελικά τη δεκαετία του 1860 πέτυχε την πόντιση δύο υπερατλαντικών καλωδίων με το μετασκευασμένη υπερωκεάνιο Μεγάλος Ανατολικός (ναι, αυτό του μυθιστορήματος-ποταμού του Ανδρέα Εμπειρίκου). Στη συνέχεια επέβλεψε την πόντιση και άλλων καλωδίων σε άλλα μέρη της Γης.

Γ. Άνθρωπος

Η πρώτη γυναίκα του Kelvin πέθανε το 1870. Τον ίδιο χρόνο αγόρασε μια σκούνα 126 τόνων, την Lalla Rookh (από τον τίτλο ενός μυθιστορήματος «ανατολίτικης» ατμόσφαιρας του Thomas Moore). Το 1873, επιβαίνοντας σε ένα πλοίο πόντισης καλωδίων, έμεινε για 16 μέρες στη Μαδέρα. Εκεί έκανε παρέα με την αγγλική οικογένεια Blandy, που είχε 3 κόρες. Τον επόμενο χρόνο ταξίδεψε στη Μαδέρα με το Lalla Rookh και, καθώς έμπαινε στο λιμάνι, έκανε σήμα με ναυτικές σημαίες προς το σπίτι των Blandy: «Θα με παντρευτείς;». Η Fanny, η δεύτερη σε ηλικία από τις 3 κόρες της οικογένειας, απάντησε με τον ίδιο τρόπο: «Ναι». Παντρεύτηκαν τον επόμενο χρόνο. Βρίσκω αυτή την ιστορία πολύ ρομαντική. Αλλά θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τον γάμο αυτός ήταν 50 χρονών κι αυτή 37.