Carl Størmer

Matematiker og astrofysiker. Foreldre: Apoteker Georg Ludvig Størmer (1842–1930) og Elisabeth Amalie Johanne Henriette Mülertz (1844–1916). Gift 27.2.1900 med Adelaide (“Ada”) Clauson (27.2.1877–1973), datter av konsul Conrad Clauson (1840–1907) og Paula Nørregaard (1842–1903). Brorsønn av Fredrik Størmer (1839–1900); far til Leif Størmer (1905–79).

Carl Størmer var en meget allsidig begavelse med et interesseområde som spente fra plantegeografi til ren matematikk, astronomi og geofysikk. Han var professor i ren matematikk ved universitetet i Kristiania/Oslo i mer enn 40 år. Hans hovedinnsats var innenfor nordlysforskning, som han bl.a. brukte til å utvikle teorier om Solens fysikk og om kosmisk stråling.

Størmer vokste opp i Skien og Kristiania. I den første ungdom var det botanikk og astronomi som opptok ham mest. Senere, da han var gymnasiast og student, dominerte matematikken. Han ble fort anerkjent som en matematisk begavelse, med særlig interesse for tallteori; innenfor denne teorien eksisterer i dag et tall kalt “Størmer-tallet”. Sitt første matematiske arbeid, om summering av trigonometriske rekker, utførte han allerede mens han gikk i gymnaset. Arbeidet ble først offentliggjort i et foredrag holdt i Det matematiske Seminar ved universitetet i Kristiania, og dernest trykt i Videnskabsselskabets Forhandlinger 1892, samme år som Størmer tok examen artium ved Kristiania katedralskole.

Størmer begynte å studere realfag ved universitetet i Kristiania 1893. I studietiden viste han seg også som en dyktig amatørfotograf, som bl.a. portretterte en rekke av Kristianias kjente personer i hemmelighet ved hjelp av et kamera som han skjulte under klærne. Han ble cand.real. med innstilling 1898, med hovedfag i matematikk. Etter ett års videre matematikkstudier i Paris ble han 1899 universitetsstipendiat i matematikk, og 1903 ble han, 29 år gammel, utnevnt til professor i ren matematikk ved universitetet i Kristiania. Dette professoratet innehadde han til han ble pensjonert 1945. 1921–23 var han dekanus ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, og 1921–45 var han nestformann i Det akademiske kollegium.

1903 hadde Størmer en samtale med fysikeren Kristian Birkeland om hans eksperimenter med ladde partiklers bevegelser i magnetiske felter. Birkeland mente at nordlyset skyldes stråling fra elektroner som strømmer fra Solen mot Jorden og så blir fanget opp av Jordens magnetfelt. Han klarla den fysiske mekanismen bak det observerte fenomen at nord- og sydlyset forekommer med størst hyppighet i ringformede områder rundt de magnetiske polene. Dette fascinerte Størmer og førte til en omlegging av hans arbeidsfelt. Nordlyset appellerte til hans sans for det vakre og det dramatiske, og til hans sans for matematiske beregninger. Fra nå av viet han hele sin arbeidskraft til studiet av nordlyset i alle dets manifestasjoner, et forskningsområde som engasjerte ham i over 50 år.

Den franske matematiker Henri Poincaré hadde gitt en foreløpig teori for Birkelands eksperimenter ved å studere bevegelsen til elektroner i feltet fra en magnetisk pol. Jordmagnetismen har imidlertid to magnetiske poler, og det krever en meget forskjellig matematisk teori. Her gjorde Størmer sitt første viktige arbeid innenfor sitt nye forskningsområde. Allerede i et møte i Videnskabsselskabet i Kristiania 22. januar 1904 kunne han legge frem sin første avhandling om problemet. Den dannet utgangspunkt for en stor del av hans videre vitenskapelige innsats. Hovedpunktet i avhandlingen var oppdagelsen av at en elektrisk partikkel i det magnetiske felt fra to poler får sin bevegelse begrenset til ringformede volum om de to polene. Dette ledet til en enkel forklaring på resultatene av Birkelands eksperimenter. I avhandlingen ble det også påpekt at en videre utarbeidelse av teorien sannsynligvis ville kunne lede til en forklaring på det forhold at nordlysmønsteret har en tendens til å danne striper langs de magnetiske parallellsirkler. Størmer publiserte flere avhandlinger om dette emnet i årene 1906–16.

I en av disse avhandlingene gjorde Størmer også et forsøk på å forklare Solens corona, ved å anta at den fremkommer på grunn av stråling fra elektrisk ladde partikler som sendes ut fra Solen og avbøyes i et magnetfelt som ble antatt å omgi Solen på tilsvarende måte som Jordens magnetiske felt. Et videre fremskritt i solfysikken gjorde han 1915 under et opphold ved Mount Wilson Observatory i USA, der han undersøkte en mulig sammenheng mellom den observerte struktur av en solflekk og det forhold at solflekkene er sterkt magnetiske.

Et nytt anvendelsesområde for Størmers teoretiske virksomhet dukket opp med den økte interessen for kosmisk stråling som oppstod fra midten av 1920-årene. Det førte til at Størmer i 1930-årene på kort tid skrev seks avhandlinger om kosmisk stråling. I disse arbeidene ble nordlysteorien bearbeidet slik at den kunne anvendes til å beskrive den kosmiske strålingen. Størmer beholdt interessen for dette forskningsfeltet, og etter at han ble professor emeritus 1945, publiserte han tre ruvende arbeider som var videreføringer av hans tidligere artikler.

Ved siden av å utvikle matematiske teorier for nordlysfenomenene gjorde Størmer en stor innsats i den eksperimentelle utforsking av nordlyset. Han var den første som klarte å bestemme nordlysets høyde. Sammen med sin assistent, fysikeren O. A. Krogness, utviklet han 1909 verdens første brukbare nordlyskamera. Vintrene 1910 og 1913 arrangerte Størmer ekspedisjoner til Bossekop for å observere nordlyset. Et stort antall fotografier ble tatt med det nye kameraet. Resultatene fra den første ekspedisjonen ble publisert i en stor avhandling – det første store samleverk over nordlysformer – i Videnskabsselskabets skrifter 1911. I 1913-ekspedisjonen ble det for første gang foretatt detaljerte høydemålinger av nordlyset.

Etter disse observasjonene organiserte Størmer en kontinuerlig overvåkingstjeneste for nordlyset; den var operativ i 37 år, helt til Størmers død 1957. Det ble tatt over 40 000 bilder av nordlyset og kontinuerlig gjort høydemålinger av det. De fleste nordlysene viste seg å ha maksimal intensitet i omtrent 100 kilometers høyde. Det store observasjonsmaterialet som ble samlet i disse 37 årene, danner fortsatt et fundament for utforskningen av nordlyset.

Etter å ha studert noen fotografier av nordlys 1926 oppdaget Størmer det såkalte “solbelyste nordlys”. Det kunne bare observeres i skumringen. Den øvre delen av nordlyset befant seg i solskinnet og den nederste i Jordens skygge. Beregninger ut fra disse observasjonene viste at nordlyset kan strekke seg så høyt som 1000 km over bakken.

Overvåkingstjenesten som Størmer organiserte for nordlyset, ble brukt også for å samle observasjoner om andre fenomener som perlemorskyer, lysende nattskyer og meteorhaler. Størmers første arbeid over perlemorskyer stammer fra 1926 og ble første gang presentert offentlig på det nordiske naturforskermøtet i København 1929. Ved hjelp av sitt observasjonsnett kunne Størmer vise at disse skyene befinner seg mellom 23 km og 26 km over bakken, mer enn dobbelt så høyt som de høyeste cirrusskyene på våre kanter. Størmer fant også ut at de lysende nattskyene befinner seg hele 80 km over bakken.

Størmer avsluttet sin vitenskapelige virksomhet med å skrive en samlet fremstilling av nordlysforskningen. Det omfattende og imponerende verket The Polar Aurora utkom i Oxford 1955. Han holdt også gjesteforelesninger om nordlysforskning i en rekke land, og han holdt mange populærvitenskapelige foredrag om nordlys og beslektede emner. Best kjent ble han imidlertid for boken Fra verdensrommets dybder til atomernes indre, som utkom 1923. Den ble oversatt til en lang rekke språk og ble en publikumssuksess.

Størmer var medlem av Videnskabsselskabet i Kristiania (nå Det Norske Videnskaps-Akademi) fra 1900 og av vitenskapsselskaper i Uppsala, Lund, Helsingfors, Russland og Ukraina, og han var æresdoktor ved Oxford University (1947), Københavns Universitet (1951) og Sorbonne-universitetet i Paris (1953). Fra 1927 var han president for den internasjonale komité for polarlys, i “polaråret” 1932–33 var han formann i to internasjonale komiteer for å organisere observasjoner av nordlys og sydlys, og han var formann i Forskningsfondet av 1919 i årene 1941–44.

Carl Størmer fikk kong Oscar 2s fortjenstmedalje i gull 1902, 1922 mottok han Médaille Janssen fra det franske vitenskapsakademi for sine nordlysundersøkelser, og han ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1939 og fikk storkorset av samme orden 1954.

Verker

    Et utvalg

  • Summation af nogle trigonometriske rækker, VSK Forh. 1892 nr. 17, 1892
  • Sur le mouvement d'un point matériel portant une charge d'électricité sous l'action d'un aimant élémentaire, VSK Skr. I 1904 nr. 3, 1904
  • Sur un problème relatif au mouvement des corpuscules électriques dans l'espace cosmique, 4 deler, VSK Skr. I 1907 nr. 4, 1913 nr. 3, 1916 nr. 6 og 12
  • Bericht über eine Expedition nach Bossekop, Zwecks photographischer Aufnahmen und Höhenmessungen von Nordlichtern, VSK Skr. I 1911 nr. 17, 1911
  • Fra verdensrummets dybder til atomernes indre, 1923
  • On the trajectories of electric particles in the field of a magnetic dipole with application to the theory of cosmic radiation, 6 deler, 1934–37
  • The Polar Aurora, Oxford 1955

Kilder og litteratur

  • Stud. 1892, 1917, 1942
  • HEH 1955
  • V. Brun: “Carl Størmer in memoriam”, i NMT 1957, s. 169–175
  • L. Harang: minnetale, i DNVA Årbok 1958, s. 81–86
  • Universitetet i Oslo 1911–1961, bd. 1, 1961, s. 480–483 o.fl.st.
  • S. Rosseland: biografi i NBL1, bd. 15, 1966
  • nettsted: www.northern-lights.no/english/science/stormer.shtml

Portretter m.m.

    Kunstneriske portretter (et utvalg)

  • Maleri (brystbilde) av Christian Krohg, ca. 1914–15; p.e
  • Maleri (knestørrelse) av Harald Brun, 1927; UiO
  • Byste (bronse) av Ørnulf Bast, 1965; UiO

Forfatter av denne artikkelen

Det er gjort 0 revisjoner og har kommet 0 forbedringsforslag.