George William Hill

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Astrónomo matemático americano

George William Hill (3 de marzo de 1838 - 16 de abril de 1914) fue un astrónomo y matemático estadounidense. Trabajando de forma independiente y en gran medida aislado de la comunidad científica en general, hizo importantes contribuciones a la mecánica celeste y a la teoría de las ecuaciones diferenciales ordinarias. La importancia de su trabajo fue reconocida explícitamente por Henri Poincaré en 1905. En 1909, Hill recibió la Medalla Copley de la Royal Society, "por sus investigaciones en astronomía matemática". Hoy en día, se le recuerda principalmente por la ecuación diferencial de Hill.

Vida temprana y educación

Hill nació en la ciudad de Nueva York, hijo del pintor y grabador John William Hill y su esposa, Catherine Smith. Se mudó a West Nyack con su familia cuando tenía ocho años. Después de la secundaria, Hill asistió al Rutgers College, donde se interesó por las matemáticas.

En Rutgers, Hill estuvo bajo la influencia del profesor Theodore Strong, que era amigo del matemático y astrónomo pionero estadounidense Nathaniel Bowditch. Strong animó a Hill a leer las grandes obras sobre análisis de Sylvestre Lacroix y Adrien-Marie Legendre, así como los tratados sobre mecánica y astronomía matemática de Joseph-Louis Lagrange, Pierre-Simon Laplace, Siméon Denis Poisson y Gustave de Pontécoulant.

Hill se graduó en Rutgers College en 1859 con una licenciatura en artes. Ese mismo año publicó su primer artículo científico, sobre la curva geométrica de un puente levadizo. Dos años más tarde obtuvo un premio del Runkle Mathematical Monthly por su trabajo sobre la teoría matemática de la figura de la Tierra.

A principios de la década de 1860, Hill comenzó a estudiar los trabajos sobre teoría lunar de Charles-Eugène Delaunay y Peter Andreas Hansen, que inspirarían y motivarían la mayor parte de las investigaciones posteriores de Hill. En 1861, Hill fue contratado por John Daniel Runkle para trabajar en la Oficina del Almanaque Náutico del Observatorio Naval de los Estados Unidos, con sede en Cambridge, Massachusetts.

En 1862, Rutgers le otorgó a Hill una Maestría en Artes. Hill vivió un tiempo en Cambridge y más tarde en Washington, D.C., pero prefirió realizar su trabajo matemático en la granja de su familia en West Nyack, a la que se retiró definitivamente después de 1892.

Trabajo sobre astronomía matemática

El trabajo maduro de Hill se centró en las matemáticas del problema de los tres cuerpos, y más tarde en el problema de los cuatro cuerpos, para calcular las órbitas de la Luna alrededor de la Tierra, así como la de los planetas alrededor del Sol. Hill pudo cuantificar la esfera de influencia gravitacional de un cuerpo astronómico en presencia de otros cuerpos pesados, introduciendo el concepto de superficie de velocidad cero. El espacio dentro de esta superficie se conoce ahora como esfera de Hill y corresponde a la región alrededor de un cuerpo dentro de la cual se pueden capturar satélites.

En 1878, Hill proporcionó la primera solución matemática completa al problema de la precesión absidal de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, un problema difícil en la teoría lunar planteado por primera vez en de Isaac Newton. Principia Mathematica de 1687. Este mismo trabajo también introdujo lo que ahora se conoce en física y matemáticas como la "ecuación diferencial de Hill", que describe el comportamiento de un oscilador paramétrico y que hizo una importante contribución a La teoría matemática de Floquet.

Influencia y reconocimiento

El trabajo de Hill atrajo la atención de la comunidad científica internacional, y en 1894 fue elegido presidente de la Sociedad Matemática Estadounidense, cargo que ocupó durante dos años. Hill dio conferencias en la Universidad de Columbia de 1898 a 1901, pero atrajo a pocos estudiantes y finalmente decidió devolver su salario y continuar trabajando solo en su casa en West Nyack, en lugar de hacerlo en el mundo académico.

Las Obras completas de Hill fueron publicadas entre 1905 y 1907 por el Instituto Carnegie para la Ciencia, con una introducción de 12 páginas escrita por el eminente matemático y físico teórico francés Henri Poincaré. En esa introducción, Poincaré decía que, en el artículo de Hill de 1878 titulado "Investigaciones en la teoría lunar", "se permite percibir el germen de la mayor parte de los avances que [la mecánica celeste] ] ha hecho desde entonces". Sobre el aislamiento de Hill de la comunidad académica, Poincaré declaró que

Esta reserva, iba a decir esta salvaje, ha sido una circunstancia feliz para la ciencia, porque le ha permitido completar sus investigaciones ingeniosas y pacientes.

George William Hill fue elegido miembro extranjero de la Royal Society de Londres en 1902. También se convirtió en miembro de la Royal Society de Edimburgo en 1908, y de las academias científicas de Bélgica (1909), Noruega (1910)., Suecia (1913) y Países Bajos (1914). Sus últimos años estuvieron marcados por una mala salud y murió en West Nyack en 1914. Nunca se casó ni tuvo hijos.

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