아서 스탠리 에딩턴 경(Sir Arthur Stanley Eddington, 1882년 12월 28일 ~ 1944년 11월 22일)은 영국의 천체물리학자이자 수학자이다. 케임브리지 대학교에서 플럼(Plumian) 천문학 교수와 케임브리지 천문대장을 역임하였으며, 항성 내부 구조 이론, 일반 상대성 이론의 실험적 검증, 우주론 등 여러 분야에 걸쳐 중요한 학문적 기여를 남겼다.
생애
에딩턴은 1882년 12월 28일 영국 컴브리아주 켄덜(Kendal)에서 퀘이커 교도 부모 사이에서 태어났다. 아버지 아서 헨리 에딩턴은 퀘이커 학교의 교장이었으나, 에딩턴이 두 살이 되던 해 장티푸스로 사망하였다. 이후 가족은 웨스턴슈퍼메어로 이주하였다. 에딩턴은 1898년 맨체스터의 오언즈 칼리지(현 맨체스터 대학교)에 입학하여 물리학을 전공하였고, 1902년 1등급 우등 학위를 받고 졸업하였다. 같은 해 케임브리지 대학교 트리니티 칼리지에 장학생으로 입학하여 1904년 수학 트라이포스에서 시니어 랭글러(Senior Wrangler)로 선정되었으며, 이는 2학년생으로서는 최초의 기록이었다. 1905년 석사 학위를 취득하였다.
1906년부터 1913년까지 그리니치 왕립천문대에서 수석 조교로 근무하였으며, 이 기간 동안 별의 고유 운동과 분포에 관한 통계적 연구를 수행하였다. 1913년 케임브리지 대학교의 플럼 천문학 교수로 임용되었고, 1914년에는 케임브리지 천문대장을 겸임하게 되었다. 1914년 왕립학회 회원(Fellow of the Royal Society)으로 선출되었다.
항성 내부 구조 연구
에딩턴은 1916년부터 항성의 내부 구조에 관한 이론적 연구를 본격적으로 시작하였다. 그는 항성이 내부 열압력과 복사압력이 중력과 평형을 이루는 기체 구체라는 모델을 발전시켰으며, 항성의 붕괴를 막는 주요 요인이 복사압력임을 제시하였다. 1924년에는 항성의 질량과 광도 사이의 관계(질량-광도 관계)를 발견하였으며, 이는 항성 물리학의 중요한 기초가 되었다. 1926년 이러한 연구를 종합한 저서 《별의 내부 구조(The Internal Constitution of the Stars)》를 출간하였다.
에딩턴은 1920년경 발표한 논문에서 항성 에너지의 원천이 수소의 헬륨으로의 핵융합 과정일 것이라고 최초로 올바르게 추론하였다. 당시 항성 에너지의 근원은 완전히 미해결 문제였으며, 그는 아인슈타인의 질량-에너지 등가 원리(E=mc²)에 기반하여 이 가설을 제시하였다.
일반 상대성 이론의 실험적 검증
제1차 세계 대전 중 에딩턴은 네덜란드 천문학자 빌럼 더 시터르를 통해 아인슈타인의 일반 상대성 이론 관련 논문을 접하게 되었다. 그는 당시 영국에서 이 이론을 이해할 수 있는 몇 안 되는 학자 중 한 명이었다. 1919년, 에딩턴은 왕실 천문관 프랭크 다이슨과 함께 아프리카 프린시페 섬과 브라질 소브랄에서 일식 관측 원정대를 조직하였다. 이 관측의 목적은 태양의 중력장에 의한 별빛의 휘어짐(중력 렌즈 효과)을 측정하여 일반 상대성 이론을 검증하는 것이었다.
관측 결과는 아인슈타인의 예측과 일치하였으며, 이 소식은 전 세계적으로 큰 주목을 받았다. 에딩턴은 이후 상대성 이론의 대중화에 힘썼으며, 1923년 저서 《상대성 이론의 수학적 이론(The Mathematical Theory of Relativity)》을 출간하였다. 아인슈타인은 이 책을 "이 주제에 관한 어떤 언어로 된 저술 중 가장 훌륭한 것"이라고 평가하였다.
우주론 및 기초 이론
에딩턴은 일반 상대성 이론을 우주 구조에 적용하여 팽창 우주 모델 연구에도 기여하였다. 그는 조르주 르메트르의 우주 팽창 이론을 지지하였으며, 우주 상수의 중요성과 성질에 주목하였다. 또한 에딩턴 한계(Eddington limit)로 알려진, 항성이 낼 수 있는 최대 광도에 대한 이론을 정립하였다.
말년에는 양자 이론, 상대성 이론, 우주론, 중력을 통합하는 '기초 이론(Fundamental Theory)'을 구축하고자 하였다. 그는 미세 구조 상수, 양성자와 전자의 질량비 등 기본 물리 상수들의 값을 이론적으로 도출하려 시도하였으며, 이 연구는 사후 1946년 《기초 이론(Fundamental Theory)》으로 출판되었다. 그러나 이 시기의 연구는 동시대 물리학계에서 널리 받아들여지지 않았다.
철학 및 대중 저술
에딩턴은 과학의 대중화와 과학 철학 분야에서도 활발히 활동하였다. 《물리 세계의 성질(The Nature of the Physical World)》(1928), 《과학의 새로운 길(New Pathways in Science)》(1935), 《물리 과학의 철학(The Philosophy of Physical Science)》(1939) 등의 저서를 통해 현대 물리학의 철학적·종교적 함의에 대해 논하였다. 그는 과학적 탐구와 종교적 신비주의 사이의 철학적 조화를 주장하였으며, 양자 역학의 불확정성 원리가 인간의 자유 의지를 옹호하는 과학적 기초를 제공한다고 보았다.
서훈 및 수상
에딩턴은 1924년 왕립천문학회 골드 메달, 헨리 드레이퍼 메달, 브루스 메달을 수상하였고, 1928년 왕립학회 로열 메달을 수상하였다. 1930년 기사(Knight Bachelor) 작위를 받았으며, 1938년 오더 오브 메리트(Order of Merit)를 수훈하였다.
주요 업적 요약
에딩턴의 주요 학문적 업적으로는 일반 상대성 이론의 실험적 검증(1919년 일식 관측), 항성 내부 구조 이론 정립, 질량-광도 관계 발견, 에딩턴 한계(항성 광도 한계) 정의, 항성 에너지원으로서 핵융합 과정 최초 추론, 세페이드 변광성의 맥동 이론 정립 등이 꼽힌다. 그의 이름을 딴 개념으로는 에딩턴 한계, 에딩턴 수(Eddington number), 에딩턴-핀켈슈타인 좌표계 등이 있으며, 달의 에딩턴 충돌구와 소행성 2761 에딩턴이 그의 이름에서 유래하였다.
에딩턴은 1944년 11월 22일 케임브리지에서 암으로 사망하였으며, 케임브리지 승천 교구 묘지에 어머니와 함께 안장되었다.
