Μάθετε περισσότερα για τη μοναδική ιστορία του σε αυτό το άρθρο του ιστολογίου. Είναι περισσότερο γνωστός για την επινόηση των όρων “μαύρη τρύπα” και “σκουληκότρυπα”
Ποιος ήταν ο John Wheeler;
Ο John Wheeler ήταν ένας διακεκριμένος Αμερικανός θεωρητικός φυσικός, ίσως περισσότερο γνωστός για την επινόηση των όρων “μαύρη τρύπα”, “σκουληκότρυπα” και πολλών άλλων πολύχρωμων φράσεων. Στη δεκαετία του 1930, ανέπτυξε τον σημαντικό “πίνακα S” στη σωματιδιακή φυσική και συνεργάστηκε με τον Niels Bohr για να εξηγήσει την πυρηνική σχάση με όρους κβαντικής φυσικής. Αργότερα, ανέπτυξε την καταστατική εξίσωση για τα ψυχρά και νεκρά αστέρια, βοήθησε στη διάδοση της μελέτης της γενικής σχετικότητας στην κυρίαρχη θεωρητική φυσική και εδραίωσε τη θεωρία και τα στοιχεία για τις μαύρες τρύπες. Συνεργάστηκε επίσης με τον Άλμπερτ Αϊνστάιν στην αναζήτησή του για μια μεγάλη ενοποιημένη θεωρία της φυσικής.
Ο Τζον Άρτσιμπαλντ Γουίλερ γεννήθηκε στις 9 Ιουλίου 1911 στο Τζάκσονβιλ της Φλόριντα των ΗΠΑ, το μεγαλύτερο παιδί μιας οικογένειας βιβλιοθηκονόμων. Η οικογένεια μετακόμιζε συχνά και με τα χρόνια έζησε στη Φλόριντα, την Καλιφόρνια, το Οχάιο, την Ουάσινγκτον, το Μέριλαντ και το Βερμόντ. Φοίτησε στο Baltimore City College, από το οποίο αποφοίτησε το 1926, και συνέχισε τις σπουδές του στη φυσική υπό τον Karl Herzfeld στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins. Πήρε το διδακτορικό του το 1933, με διατριβή στη θεωρία της διασποράς και της απορρόφησης του ηλίου. Λίγο μετά την αποφοίτησή του, μετακόμισε στην Κοπεγχάγη, όπου εργάστηκε για ένα διάστημα με τον Niels Bohr, τον νονό της επανάστασης της κβαντικής θεωρίας. Παντρεύτηκε την Janette Hegner το 1935. Απέκτησαν δύο κόρες (Alison Letitia) και έναν γιο (James), και παρέμειναν μαζί σε όλη τη διάρκεια της μακράς ζωής τους.
Έγινε καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Princeton το 1938, όπου παρέμεινε, με μια διακοπή κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, για 38 χρόνια, μέχρι το 1976. Κατά τα πρώτα του χρόνια στο Πρίνστον, εισήγαγε τον πίνακα σκέδασης (ή “S-matrix”), ο οποίος συσχετίζει τις αρχικές και τελικές καταστάσεις για μια αλληλεπίδραση σωματιδίων, και ο οποίος έμελλε να γίνει ένα απαραίτητο εργαλείο στη σωματιδιακή φυσική.
Ο Γουίλερ γνώριζε καλά τον Αϊνστάιν και μερικές φορές συνήθιζε να πραγματοποιεί σεμινάρια με τους φοιτητές του στο σπίτι του Αϊνστάιν. Όταν ο Μπορ επισκέφθηκε τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1939, μεταφέροντας τα νέα της επιτυχούς πυρηνικής σχάσης στη Γερμανία, αυτός και ο Γουίλερ συνεργάστηκαν για την ανάπτυξη του σημαίνοντος μοντέλου “υγρής σταγόνας” του ατόμου, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Τζορτζ Γκάμοου, για να εξηγήσει τη θεωρητική βάση της πυρηνικής σχάσης.
Μαζί με πολλούς άλλους κορυφαίους φυσικούς, ο Wheeler διέκοψε την ακαδημαϊκή του καριέρα κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου για να συμμετάσχει στην ανάπτυξη της αμερικανικής ατομικής βόμβας στο πλαίσιο του Προγράμματος Μανχάταν στην τοποθεσία Hanford στην Πολιτεία της Ουάσινγκτον. Μεταξύ άλλων, προέβλεψε σωστά ότι η συσσώρευση “δηλητηρίων προϊόντων σχάσης” (κυρίως ενός ισοτόπου του ξένου) θα εμπόδιζε τελικά τη συνεχιζόμενη πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση απορροφώντας νετρόνια.
Μετά τον πόλεμο, επέστρεψε στο Πρίνστον για να συνεχίσει την ακαδημαϊκή του σταδιοδρομία και άρχισε να διδάσκει ένα μάθημα για την αϊνστάινικη βαρύτητα στις αρχές της δεκαετίας του 1950, όταν αυτή δεν θεωρούνταν ακόμη αποδεκτός τομέας μελέτης, αν και αντιστάθηκε για πολλά χρόνια στην ιδέα ότι οι νόμοι της φυσικής θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε κάτι τόσο φαινομενικά παράλογο όπως μια μοναδικότητα. Ωστόσο, συνέχισε να εργάζεται για την κυβέρνηση και συμμετείχε ενεργά στην ανάπτυξη της αμερικανικής βόμβας υδρογόνου στις αρχές της δεκαετίας του 1950 στο Λος Άλαμος και στο Πρίνστον (όπου ήταν υπεύθυνος για τη δημιουργία του Προγράμματος Matterhorn). Κάποια στιγμή, το 1953, δέχθηκε επίσημη επίπληξη επειδή προφανώς έχασε ένα απόρρητο έγγραφο σχετικά με τη βόμβα υδρογόνου. Οι κάπως πολεμοχαρείς απόψεις του σχετικά με την εθνική άμυνα, τον πόλεμο του Βιετνάμ και την αντιπυραυλική άμυνα ήταν συχνά αντίθετες με εκείνες των πιο φιλελεύθερων συναδέλφων του.
Όταν η κυβερνητική του έρευνα ολοκληρώθηκε, ο Wheeler επέστρεψε στο Princeton, όπου συνεργάστηκε με τον Albert Einstein στα τελευταία χρόνια της ζωής του πάνω σε μια “ενοποιημένη θεωρία πεδίου” των φυσικών δυνάμεων της φύσης. Το 1956, βοήθησε στον προσδιορισμό των τύπων του υλικού που βρέθηκαν στο εσωτερικό ψυχρών, νεκρών άστρων χρησιμοποιώντας την “εξίσωση κατάστασης Harrison-Wheeler για ψυχρή, νεκρή ύλη”, και διαπίστωσε ότι επρόκειτο κυρίως για σίδηρο, καθώς η αποτελεσματική διαδικασία σύντηξης σταματά όταν ο πυρήνας φτάνει σε αυτή την κατάσταση. Το 1957, ενώ εργαζόταν πάνω σε επεκτάσεις της γενικής σχετικότητας, εισήγαγε τη λέξη “σκουληκότρυπα” για να περιγράψει υποθετικές σήραγγες στο χωροχρόνο.
Στα τέλη της δεκαετίας του 1950, διατύπωσε τη θεωρία της γεωμετροδυναμικής, ένα πρόγραμμα φυσικής και φιλοσοφικής αναγωγής όλων των φυσικών φαινομένων (συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας και του ηλεκτρομαγνητισμού) στις γεωμετρικές ιδιότητες ενός καμπυλωμένου χωροχρόνου. Ωστόσο, εγκατέλειψε τη θεωρία αυτή στις αρχές της δεκαετίας του 1970, αφού δεν μπόρεσε να εξηγήσει ορισμένα σημαντικά φυσικά φαινόμενα, όπως η ύπαρξη φερμιονίων (ηλεκτρόνια, μιόνια κ.λπ.) και οι βαρυτικές ιδιομορφίες.
Πάντα έδινε μεγάλη σημασία στη διδασκαλία και συνέχισε να διδάσκει φυσική σε πρωτοετείς και δευτεροετείς φοιτητές ακόμη και όταν είχε αποκτήσει φήμη, καθώς ήταν πεπεισμένος ότι τα νεαρά μυαλά είναι τα πιο σημαντικά. Ήταν γνωστός για τις γεμάτες ενέργεια διαλέξεις του, γράφοντας γρήγορα στους πίνακες και με τα δύο χέρια και γυρνώντας γύρω του για να έχει οπτική επαφή με τους μαθητές του. Στους μεταπτυχιακούς φοιτητές του συγκαταλέγονταν μερικοί από τους κορυφαίους θεωρητικούς του τέλους του 20ού αιώνα, όπως ο Richard Feynman, ο Kip Thorne και ο Hugh Everett.
Εργάστηκε εκτενώς πάνω στη θεωρία της βαρυτικής κατάρρευσης και γενικά πιστώνεται ότι επινόησε τον όρο “μαύρη τρύπα” σε μια διάλεξη το 1967 στο Ινστιτούτο Διαστημικών Σπουδών Goddard της NASA (αν και στην πραγματικότητα τον ώθησε να το κάνει μια κραυγή από το ακροατήριο). Μαζί με τον Dennis Sciama στο Κέιμπριτζ και τον Yakov Borisovich Zeldovich στη Μόσχα, ο Wheeler αποτέλεσε αναπόσπαστο μέρος της λεγόμενης “χρυσής εποχής της γενικής σχετικότητας” των δεκαετιών 1960 και 1970, μιας αλλαγής παραδείγματος κατά την οποία η μελέτη της γενικής σχετικότητας (που προηγουμένως θεωρούνταν περιέργεια) εισήλθε στο κύριο ρεύμα της θεωρητικής φυσικής. Υπό την ηγεσία του, το Πρίνστον έγινε το κορυφαίο αμερικανικό κέντρο για την έρευνα της αϊνσταϊνικής βαρύτητας. Το πλήρες εγχειρίδιο της γενικής σχετικότητας “Gravitation”, το οποίο συνέγραψε με τους Charles Misner και Kip Thorne, εκδόθηκε το 1973 και έγινε το πιο επιδραστικό εγχειρίδιο σχετικότητας για μια ολόκληρη γενιά.
Μετά το θάνατο του Αϊνστάιν, ο Wheeler συνέχισε την έρευνά του για το ρόλο της βαρύτητας σε μια ενοποιημένη θεωρία της φυσικής και έγινε πρωτοπόρος στον τομέα της κβαντικής βαρύτητας. Αυτό τον οδήγησε να συνεργαστεί με τον Bryce DeWitt και να αναπτύξει την εξίσωση Wheeler-DeWitt ή, όπως προτιμούσε να την αποκαλεί ο Wheeler, την “κυματοσυνάρτηση του σύμπαντος”. Άλλα προϊόντα του πολύχρωμου τρόπου του Wheeler με τις λέξεις περιλαμβάνουν τη φράση “οι μαύρες τρύπες δεν έχουν μαλλιά” (για να περιγράψει το γεγονός ότι οι μαύρες τρύπες θα πρέπει να έχουν ένα τέλειο, απλά προσδιορίσιμο σχήμα και να μην έχουν προβολές οποιουδήποτε είδους από αυτές), “μάζα χωρίς μάζα” (για να υποδείξει την ανάγκη να αφαιρεθεί ουσιαστικά κάθε αναφορά στη μάζα από τις βασικές εξισώσεις της φυσικής), “it from bit” (για να περιγράψει πώς η πληροφορία είναι θεμελιώδης για τη φυσική του σύμπαντος, όπως ακριβώς είναι και στην πληροφορική) και “κβαντικός αφρός” (για να περιγράψει έναν χωροχρόνο μετασχηματισμένο σε έναν αφρό παραμορφωμένης γεωμετρίας).
Το 1976, αντιμέτωπος με την υποχρεωτική συνταξιοδότηση στο Πρίνστον, ο Wheeler μετακόμισε στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν, όπου διετέλεσε διευθυντής του Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής από το 1976 έως το 1986. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου (το 1978 για την ακρίβεια) πρότεινε μια παραλλαγή του πειράματος διπλής σχισμής του Thomas Young (και της μετέπειτα βελτίωσής του από τον Richard Feynman), που συχνά αναφέρεται ως πείραμα “καθυστερημένης επιλογής”. Σύμφωνα με τον ίδιο, η ανίχνευση ενός φωτονίου, ακόμη και ΜΕΤΑ τη διέλευσή του από τη διπλή σχισμή, θα ήταν αρκετή για να αλλάξει το αποτέλεσμα του πειράματος και τη συμπεριφορά του φωτονίου. Συνεπώς, αν οι πειραματιστές γνωρίζουν από ποια σχισμή περνάει, το φωτόνιο θα συμπεριφέρεται σαν σωματίδιο και όχι σαν κύμα με τη σχετική συμπεριφορά παρεμβολής. Αυτή η κάπως αντιδιανοητική υπόθεση επαληθεύτηκε τελικά σε ένα πρακτικό πείραμα το 2007.
Ο Γουίλερ επέστρεψε στο Πρίνστον ως ομότιμος καθηγητής το 1986, όπου παρέμεινε για τα επόμενα είκοσι χρόνια. Η λεγόμενη φάση του “Τα πάντα είναι πεδία” (κατά την οποία θεωρούσε το σύμπαν και όλα τα σωματίδια σε αυτό ως απλές εκδηλώσεις ηλεκτρικών, μαγνητικών και βαρυτικών πεδίων και του ίδιου του χωροχρόνου) έδωσε τη θέση της στη φάση “Τα πάντα είναι πληροφορία” (κατά την οποία επικεντρώθηκε στην ιδέα ότι η λογική και η πληροφορία αποτελούν τη βάση της φυσικής θεωρίας). Άρχισε επίσης να εικάζει ότι οι νόμοι της φυσικής μπορεί να εξελίσσονται με τρόπο ανάλογο με την εξέλιξη μέσω φυσικής επιλογής στη βιολογία, και επινόησε τον όρο “συμμετοχική ανθρωπική αρχή” για να περιγράψει τη δική του εκδοχή της ανθρωπικής αρχής, σύμφωνα με την οποία οι παρατηρητές (δηλαδή εμείς) είναι απαραίτητοι για τη δημιουργία του σύμπαντος.
Ο Γουίλερ έχει λάβει πολλές τιμητικές διακρίσεις με την πάροδο των ετών, μεταξύ των οποίων το Εθνικό Μετάλλιο Επιστήμης, το Βραβείο Άλμπερτ Αϊνστάιν, το Βραβείο Ενρίκο Φέρμι, το Μετάλλιο Φράνκλιν, το Διεθνές Χρυσό Μετάλλιο Νιλς Μπορ και το Βραβείο του Ιδρύματος Γουλφ. Διετέλεσε πρόεδρος της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας και μέλος της Αμερικανικής Φιλοσοφικής Εταιρείας, της Βασιλικής Ακαδημίας, της Accademia Nazionale dei Lincei, της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών και της Century Association. Έλαβε τιμητικούς τίτλους από 18 ιδρύματα.
Ο Γουίλερ πέθανε από πνευμονία στις 13 Απριλίου 2008, σε ηλικία 96 ετών, στο Χάιτσταουν του Νιου Τζέρσεϊ.
Μάθετε περισσότερα στο επόμενο άρθρο μας: Ποιος ήταν ο Subrahmanyan Chandrasekhar?