Find ud af mere om hans unikke historie i dette blogindlæg. Han er bedst kendt for at have opfundet begreberne „sort hul‟ og „ormehul‟
Hvem var John Wheeler?
John Wheeler var en fremtrædende amerikansk teoretisk fysiker, måske bedst kendt for at have opfundet begreberne „sort hul‟, „ormehul‟ og flere andre farverige sætninger. I 1930’erne udviklede han den vigtige „S-matrix‟ i partikelfysikken og arbejdede sammen med Niels Bohr om at forklare atomspaltning ud fra kvantefysikken. Senere udviklede han tilstandsligningen for kolde og døde stjerner, hjalp med at popularisere studiet af den generelle relativitetsteori i mainstream teoretisk fysik og konsoliderede teorien og beviserne for sorte huller. Han samarbejdede også med Albert Einstein i hans søgen efter en stor samlet teori for fysik.
John Archibald Wheeler blev født den 9. juli 1911 i Jacksonville, Florida, USA, som det ældste barn i en familie af bibliotekarer. Familien flyttede meget rundt og boede i årenes løb i Florida, Californien, Ohio, Washington D.C., Maryland og Vermont. Han gik på Baltimore City College, hvor han blev færdig i 1926, og fortsatte med at studere fysik under Karl Herzfeld på Johns Hopkins University. Han fik sin doktorgrad i 1933 med en afhandling om teorien for heliumspredning og -absorption. Kort efter sin eksamen flyttede han til København, hvor han i en periode arbejdede sammen med Niels Bohr, der stod fadder til revolutionen inden for kvanteteorien. Han blev gift med Janette Hegner i 1935. De fik to døtre (Alison Letitia) og en søn (James) og forblev sammen hele deres lange liv.
Han blev professor i fysik ved Princeton University i 1938, hvor han med en afbrydelse under Anden Verdenskrig forblev i 38 år, indtil 1976. I løbet af sine første år på Princeton introducerede han spredningsmatrixen (eller „S-matrixen‟), som relaterer de oprindelige og endelige tilstande for en partikelinteraktion, og som skulle blive et uundværligt værktøj i partikelfysikken.
Wheeler kendte Einstein godt og plejede nogle gange at holde seminarer med sine studerende i Einsteins hjem. Da Bohr besøgte USA i 1939 med nyheden om en vellykket atomspaltning i Tyskland, samarbejdede han og Wheeler om udviklingen af den indflydelsesrige „flydende dråbe‟-model for atomet, som først blev foreslået af George Gamow, for at forklare det teoretiske grundlag for atomspaltning.
Som mange andre førende fysikere afbrød Wheeler sin akademiske karriere under Anden Verdenskrig for at deltage i udviklingen af den amerikanske atombombe som en del af Manhattan-projektet på Hanford-anlægget i staten Washington. Han forudså blandt andet korrekt, at ophobningen af „fissionsproduktgifte‟ (især en isotop af xenon) i sidste ende ville hindre den igangværende nukleare kædereaktion ved at absorbere neutroner.
Efter krigen vendte han tilbage til Princeton for at genoptage sin akademiske karriere og begyndte at undervise i et kursus om Einsteins tyngdekraft i begyndelsen af 1950’erne, da det endnu ikke blev betragtet som et acceptabelt studieområde, selv om han i mange år modstod tanken om, at fysikkens love kunne føre til noget så tilsyneladende absurd som en singularitet. Han fortsatte dog med at arbejde for regeringen og var aktivt involveret i udviklingen af den amerikanske brintbombe i begyndelsen af 1950’erne i Los Alamos og Princeton (hvor han var ansvarlig for oprettelsen af Project Matterhorn). På et tidspunkt, i 1953, fik han en officiel reprimande for tilsyneladende at have mistet et klassificeret dokument om brintbomben. Hans noget krigeriske synspunkter på nationalt forsvar, Vietnamkrigen og missilforsvar gik ofte imod hans mere liberale kollegers.
Da hans regeringsforskning var færdig, vendte Wheeler tilbage til Princeton, hvor han i sine senere år samarbejdede med Albert Einstein om en „samlet feltteori‟ for de fysiske naturkræfter. I 1956 var han med til at bestemme, hvilke typer materiale der findes inde i kolde, døde stjerner ved hjælp af „Harrison-Wheeler-ligningen for koldt, dødt stof‟, og fandt ud af, at det hovedsageligt var jern, da den effektive fusionsproces stopper, når kernen når denne tilstand. I 1957, mens han arbejdede på udvidelser af den generelle relativitetsteori, introducerede han ordet „ormehul‟ til at beskrive hypotetiske tunneler i rumtiden.
I slutningen af 1950’erne formulerede han teorien om geometrodynamik, et program for fysisk og filosofisk reduktion af alle fysiske fænomener (herunder gravitation og elektromagnetisme) til de geometriske egenskaber ved en krum rumtid. Han opgav dog denne teori i begyndelsen af 1970’erne, da den ikke kunne forklare visse vigtige fysiske fænomener, såsom eksistensen af fermioner (elektroner, myoner osv.) og gravitationelle singulariteter.
Han lagde altid stor vægt på undervisning og fortsatte med at undervise første- og andenårsstuderende i fysik, selv efter at han havde opnået berømmelse, da han var overbevist om, at de unge sind var de vigtigste. Han var kendt for sine energiske forelæsninger, hvor han skrev hurtigt på tavlen med begge hænder og snurrede rundt for at få øjenkontakt med sine studerende. Hans studerende omfattede nogle af de førende teoretikere i slutningen af det 20. århundrede, bl.a. Richard Feynman, Kip Thorne og Hugh Everett.
Han arbejdede meget med teori om gravitationelt kollaps og krediteres generelt for at have opfundet begrebet „sort hul‟ i en forelæsning i 1967 på NASA’s Goddard Institute for Space Studies (selvom han faktisk blev opfordret til at gøre det af et råb fra publikum). Sammen med Dennis Sciama på Cambridge og Yakov Borisovich Zeldovich i Moskva var Wheeler en integreret del af den såkaldte „guldalder for generel relativitetsteori‟ i 1960’erne og 1970’erne, et paradigmeskift, hvor studiet af generel relativitetsteori (som tidligere blev betragtet som et kuriosum) blev en del af den teoretiske fysiks hovedstrøm. Under hans ledelse blev Princeton det førende amerikanske center for forskning i Einsteins tyngdekraft. Den komplette lærebog i generel relativitet „Gravitation‟, som han skrev sammen med Charles Misner og Kip Thorne, blev udgivet i 1973 og blev den mest indflydelsesrige lærebog i relativitet i en hel generation.
Efter Einsteins død fortsatte Wheeler sin forskning i tyngdekraftens rolle i en samlet fysikteori og blev en pioner inden for kvantegravitation. Det fik ham til at samarbejde med Bryce DeWitt og udvikle Wheeler-DeWitt-ligningen eller, som Wheeler foretrak at kalde den, „universets bølgefunktion‟. Andre produkter af Wheelers farverige måde at bruge ord på omfatter udtrykket „sorte huller har intet hår‟ (for at beskrive det faktum, at sorte huller bør have en perfekt, enkelt definerbar form og ikke have fremspring af nogen art fra dem), „masse uden masse‟ (for at indikere behovet for effektivt at fjerne al omtale af masse fra fysikkens grundlæggende ligninger), „det fra bit‟ (for at beskrive, hvordan information er grundlæggende for universets fysik, ligesom det er i computere) og „kvanteskum‟ (for at beskrive en rumtid, der er omdannet til et skum af forvrænget geometri).
I 1976 blev Wheeler tvunget til at gå på pension fra Princeton og flyttede til University of Texas i Austin, hvor han var direktør for Center for Theoretical Physics fra 1976 til 1986. Det var i denne periode (nærmere bestemt i 1978), at han foreslog en variant af Thomas Youngs dobbeltspalteeksperiment (og Richard Feynmans efterfølgende forbedring af det), som ofte kaldes „delayed choice‟-eksperimentet. Ifølge ham ville opdagelsen af en foton, selv EFTER at den har passeret gennem en dobbeltspalte, være nok til at ændre resultatet af eksperimentet og fotonens opførsel. Hvis eksperimentatorerne ved, hvilken spalte den passerer igennem, vil fotonen derfor opføre sig som en partikel i stedet for en bølge med den tilhørende interferensadfærd. Denne noget kontraintuitive hypotese blev endelig verificeret i et praktisk eksperiment i 2007.
Wheeler vendte tilbage til Princeton som professor emeritus i 1986, hvor han forblev de næste tyve år. Hans såkaldte „Everything Is Fields‟-fase (hvor han betragtede universet og alle partiklerne i det som simple manifestationer af elektriske, magnetiske og gravitationelle felter og selve rumtiden) blev afløst af en „Everything Is Information‟-fase (hvor han fokuserede på ideen om, at logik og information udgør grundlaget for fysisk teori). Han begyndte også at spekulere på, om fysikkens love kunne udvikle sig på en måde, der svarer til evolution ved naturlig udvælgelse i biologien, og han opfandt udtrykket „deltagende antropisk princip‟ for at beskrive sin version af det antropiske princip, ifølge hvilket observatører (dvs. os) er nødvendige for skabelsen af universet.
Wheeler har modtaget adskillige hædersbevisninger i årenes løb, herunder National Medal of Science, Albert Einstein Award, Enrico Fermi Award, Franklin Medal, Niels Bohr International Gold Medal og Wolf Foundation Award. Han var præsident for American Physical Society og medlem af American Philosophical Society, Royal Academy, Accademia Nazionale dei Lincei, Royal Academy of Science og Century Association. Han modtog æresgrader fra 18 institutioner.
Wheeler døde af lungebetændelse den 13. april 2008, 96 år gammel, i Hightstown, New Jersey.
Find ud af mere i vores næste artikel: Hvem var Subrahmanyan Chandrasekhar?