Willem de Sitter nació el 6 de mayo de 1872 en Sneek, Países Bajos. Su padre, Lambertus de Sitter, era juez en la corte de apelaciones de Leeuwarden. Después de estudios secundarios en Arnhem, ingresó a la Universidad de Groningen en 1889 para estudiar matemáticas.
En 1897, obtuvo su doctorado bajo la dirección de Jacobus Cornelius Kapteyn (1851-1922) con una tesis sobre soluciones de ecuaciones diferenciales en astronomía. Luego pasó dos años en el Observatorio del Cabo en Sudáfrica, donde se especializó en el estudio de estrellas binarias y fotometría estelar.
En 1908, de Sitter fue nombrado profesor de astronomía en la Universidad de Leiden y director del Observatorio de Leiden, cargo que ocupó hasta su muerte. Así sucedió a Hendrik Lorentz (1853-1928), otro gigante de la física teórica neerlandesa.
Sus principales logros en Leiden incluyeron:
Las contribuciones más importantes de de Sitter concernieron a la cosmología relativista. En 1916-1917, encontró dos soluciones exactas de las ecuaciones de Einstein para un universo vacío de materia (excepto posiblemente una constante cosmológica):
Esta solución describe un universo vacío en expansión exponencial, donde el factor de escala \( a(t) \) crece como \( e^{Ht} \), con \( H \) proporcional a la raíz cuadrada de la constante cosmológica \( \Lambda \). Esta solución muestra que:
En colaboración con Einstein, de Sitter propuso un modelo de universo estático con una distribución uniforme de materia y constante cosmológica nula. La métrica de este universo está dada por:
\( ds^2 = c^2 dt^2 - R^2 \left( \frac{dr^2}{1-r^2} + r^2 d\Omega^2 \right) \)
donde \( R \) es el radio de curvatura del universo.
De Sitter mantuvo una famosa correspondencia con Einstein sobre la interpretación de la constante cosmológica \( \Lambda \). Sus intercambios revelaron diferencias fundamentales:
| Cuestión | Posición de Einstein | Posición de de Sitter |
|---|---|---|
| Necesidad de \( \Lambda \) | Indispensable para un universo estático | Opcional, puede ser cero |
| Interpretación física | Términos de "presión negativa" | Propiedad geométrica del espacio-tiempo |
| Universo vacío | Imposible sin materia | Posible con \( \Lambda \neq 0 \) |
| Expansión cósmica | Rechazada inicialmente | Predicha por sus soluciones |
Antes de sus trabajos en cosmología, de Sitter hizo contribuciones significativas a la mecánica celeste:
Su libro On the Motion of the Moon's Node (1900) sigue siendo una referencia en mecánica celeste.
Los trabajos de de Sitter tuvieron un impacto profundo en la cosmología moderna:
| Concepto | Contribución de de Sitter | Impacto actual |
|---|---|---|
| Expansión del universo | Primera solución de un universo en expansión (1917) | Base de los modelos del Big Bang |
| Constante cosmológica | Interpretación como propiedad del espacio-tiempo | Posible explicación de la energía oscura |
| Universo vacío | Solución matemática válida | Modelos de inflación cósmica |
| Relatividad general | Aplicaciones cosmológicas pioneras | Fundamento de la cosmología relativista |
De Sitter mantuvo intercambios científicos con muchos físicos de su época:
| Año | Evento | Contexto |
|---|---|---|
| 1872 | Nacimiento en Sneek, Países Bajos | Hijo de un juez de la corte de apelaciones |
| 1897 | Obtiene su doctorado en Groningen | Tesis sobre ecuaciones diferenciales en astronomía |
| 1899-1901 | Trabaja en el Observatorio del Cabo | Estudios sobre estrellas binarias |
| 1908 | Nombrado profesor en Leiden | Sucede a Hendrik Lorentz |
| 1916-1917 | Descubre las soluciones cosmológicas | Publicación de modelos de universos relativistas |
| 1919 | Viaja a Inglaterra para conocer a Eddington | Discusiones sobre la verificación de la relatividad general |
| 1932 | Publica con Einstein el modelo estático | Última colaboración importante |
| 1934 | Muere en Leiden | Tras una enfermedad prolongada |
Las contribuciones de de Sitter fueron reconocidas por:
Varios científicos rindieron homenaje a de Sitter:
Los Secretos Intercambiados por Galileo y Kepler Estaban Codificados
Pensadores griegos influyentes
¿Qué sabemos sobre Pitágoras (≈570-495 av. J.-C)?
Aristóteles (384-322 a. C.): el fundador del pensamiento científico occidental
Ptolomeo (90-168): El genio que cartografió el cielo y la Tierra
Nicolás Copérnico (1473-1543): El revolucionario que colocó al Sol en el centro del universo 
Tycho Brahe (1546-1601): El astrónomo de los instrumentos gigantes
Galileo (1564-1642): The Father of Modern Science and Defender of Heliocentrism
Kepler (1571-1630): El arquitecto de las leyes del movimiento planetario
Newton (1643-1727): El genio que cambió nuestra comprensión del universo
Joseph-Louis Lagrange (1736-1813): El genio que revolucionó las matemáticas
William Herschel (1738-1822): El descubridor de Urano y pionero de la astronomía estelar
Pierre-Simon de Laplace (1749-1827): El Newton francés y padre de la mecánica celeste
Caroline Herschel (1750-1848): La primera astrónoma profesional
Friedrich Wilhelm Bessel (1784-1846): El hombre que midió las estrellas
Michael Faraday (1791-1867), Genio Autodidacta: Los Orígenes del Electromagnetismo
John Herschel (1792-1871): El pionero de la astronomía estelar y la fotografía científica 
James Clerk Maxwell (1831-1879): El físico que unificó la luz y el electromagnetismo 
Henrietta Swan Leavitt (1868-1921): La mujer que midió el universo
Max Planck (1858-1947): El padre de la teoría cuántica
Marie Curie (1867-1934): : Una vida dedicada a la ciencia
Willem de Sitter (1872-1934): El arquitecto de los universos relativistas
Einstein (1879-1955): El genio que revolucionó la física
Amalie Emmy Noether (1882-1935): la matemática que revolucionó la ciencia
Walter Baade (1893-1960): El descifrador de estrellas y galaxias
Cecilia Payne (1900-1979): la astrónoma que descubrió de qué están hechas las estrellas
John Archibald Wheeler (1911-2008): El visionario de los agujeros negros y la gravedad cuántica
Margaret Burbidge (1919-2020): Un recorrido excepcional en astrofísica
Jan Hendrik Oort (1900-1992): El astrónomo que reveló la estructura de nuestra galaxia
Paul Dirac (1902-1984): El arquitecto silencioso de la física moderna
Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995): El teórico de las estrellas masivas
Vera Rubin (1928-2016): pionera de la materia oscura
Stanley Miller (1930-2007): El químico que recreó los orígenes de la vida
Jocelyn Bell Burnell (1943-): la Científica que Descubrió los Púlsares
Citas sobre la Ciencia
Astronomía y Astrología Babilónica: Historia y Aportes
Georges Lemaître (1894-1966): El padre de la teoría del Big Bang