Ciência

Carl Størmer: Matemático e Astrofísico Norueguês

Pontos principais

  • Professor de matemática na Universidade de Oslo por 43 anos.
  • Desenvolveu algoritmos eficientes para o cálculo de π baseados em fórmulas de Machin.
  • Provou o Teorema de Størmer sobre pares de inteiros consecutivos com fatores primos finitos.
  • Estudou a trajetória de partículas carregadas na magnetosfera, explicando a formação de auroras.

Fredrik Carl Mülertz Størmer (3 de setembro de 1874 – 13 de agosto de 1957) foi um influente matemático e astrofísico norueguês. Sua carreira foi marcada por contribuições significativas em duas frentes distintas: na matemática, destacou-se na teoria dos números e no cálculo de aproximações do número π; na física, tornou-se uma autoridade no estudo do movimento de partículas carregadas na magnetosfera e na formação de auroras polares.

Størmer dedicou a maior parte de sua vida profissional como professor de matemática na Universidade de Oslo, onde exerceu a função por 43 anos. Em reconhecimento ao seu legado científico, uma cratera no lado oculto da Lua recebeu o seu nome.

Vida e Trajetória Acadêmica

Nascido em Skien, Noruega, Størmer era filho do farmacêutico Georg Ludvig Størmer e de Elisabeth Amalie Johanne Henriette Mülertz. Iniciou seus estudos de matemática na Royal Frederick University em Kristiania (atual Universidade de Oslo) entre 1892 e 1897, graduando-se como candidatus realium em 1898.

Para aprofundar seus conhecimentos, Størmer estudou na Sorbonne, em Paris, entre 1898 e 1900, sob a orientação de matemáticos renomados como Picard, Poincaré, Painlevé, Jordan, Darboux e Goursat. Após um período de pesquisa em Kristiania e uma visita à Universidade de Göttingen em 1902, foi nomeado professor de matemática em 1903, cargo que ocupou até a aposentadoria.

Em 1918, foi eleito o primeiro presidente da Sociedade Matemática Norueguesa. Sua influência internacional foi consolidada ao presidir o Congresso Internacional de Matemáticos em Oslo, em 1936. Além disso, manteve vínculo com o Instituto de Astrofísica Teórica da Universidade de Oslo, fundado em 1934.

Contribuições Matemáticas

As pesquisas de Størmer focaram inicialmente em séries trigonométricas e na generalização da expansão de Taylor da função arco seno. Posteriormente, ele concentrou-se em fórmulas do tipo Machin, que permitem representar o número π como uma combinação racional de "números de Gregory" (da forma arctan 1/n).

Fórmula de Machin para o cálculo de pi
Representação de π através de números de Gregory, base para os algoritmos de Størmer.

Størmer demonstrou a existência de outras formas de representar π utilizando dois números de Gregory e identificou 102 representações utilizando três desses números. Essas descobertas permitiram a criação de algoritmos eficientes para o cálculo numérico de π. Um exemplo notável é a representação de quatro termos encontrada por Størmer, que foi utilizada em 2002 por Yasumasa Kanada para calcular π com mais de 1,2 trilhão de dígitos decimais.

Fórmula de quatro termos de Størmer para pi
Algoritmo de alta precisão desenvolvido por Størmer para a aproximação de π.

Outra contribuição fundamental é o Teorema de Størmer (1897), que prova que, para qualquer conjunto finito de números primos P, existem apenas finitely muitos pares de inteiros consecutivos que possuem apenas os números de P como seus fatores primos. Este teorema possui aplicações relevantes na teoria musical, especificamente nas razões superparticulares.

Pesquisas em Astrofísica

No campo da física, Størmer é reconhecido por seus estudos sobre a magnetosfera terrestre. Ele investigou como as partículas carregadas vindas do espaço interagem com o campo magnético da Terra, descrevendo as trajetórias dessas partículas e como elas contribuem para a formação das auroras boreais e austrais. Seus trabalhos foram compilados em sua obra From the Depths of Space to the Heart of the Atom.

Vida Pessoal e Interesses

Além da ciência, Størmer foi um entusiasta da fotografia de rua amadora. Entre 1893 e 1897, utilizou uma câmera espiã miniatura CP Stirn para documentar a vida cotidiana em Oslo. Aos 70 anos, organizou uma exposição de suas fotografias, que incluía retratos de figuras célebres, como o dramaturgo Henrik Ibsen. Atualmente, grande parte de seu acervo fotográfico está disponível no Digitalt Museum da Noruega.

Casou-se em 1900 com Ada Clauson, com quem teve cinco filhos. Seu filho, Leif Størmer, também seguiu a carreira acadêmica como professor de geologia histórica na Universidade de Oslo.

Perguntas frequentes

Quem foi Carl Størmer?

Carl Størmer foi um matemático e astrofísico norueguês, professor na Universidade de Oslo, conhecido por suas contribuições à teoria dos números e ao estudo da magnetosfera terrestre.

Qual a importância do Teorema de Størmer?

O Teorema de Størmer prova que existem apenas um número finito de pares de inteiros consecutivos cujos fatores primos pertencem a um conjunto finito pré-determinado, com aplicações em teoria musical.

Como Størmer contribuiu para o cálculo de π?

Ele investigou fórmulas do tipo Machin e encontrou novas representações de π como combinações de números de Gregory, facilitando cálculos de alta precisão.

Qual a relação de Carl Størmer com a astrofísica?

Ele estudou o movimento de partículas carregadas no campo magnético da Terra, fornecendo bases teóricas para a compreensão das auroras polares.