Les mer om hans unike historie i dette blogginnlegget. Han er mest kjent for å ha skapt begrepene «svart hull» og «ormehull»
Hvem var John Wheeler?
John Wheeler var en fremtredende amerikansk teoretisk fysiker, kanskje mest kjent for å ha skapt begrepene «svart hull», «ormehull» og flere andre fargerike fraser. På 1930-tallet utviklet han den viktige «S-matrisen» i partikkelfysikken og arbeidet sammen med Niels Bohr for å forklare kjernefysisk fisjon ut fra kvantefysikk. Senere utviklet han tilstandsligningen for kalde og døde stjerner, bidro til å popularisere studiet av den generelle relativitetsteorien i den teoretiske fysikken og konsoliderte teorien og bevisene for svarte hull. Han samarbeidet også med Albert Einstein i hans søken etter en stor enhetlig teori for fysikk.
John Archibald Wheeler ble født 9. juli 1911 i Jacksonville i Florida, USA, som eldste barn i en familie av bibliotekarer. Familien flyttet mye rundt, og i årenes løp bodde de i Florida, California, Ohio, Washington D.C., Maryland og Vermont. Han gikk på Baltimore City College, der han tok eksamen i 1926, og studerte deretter fysikk under Karl Herzfeld ved Johns Hopkins University. Han tok doktorgraden i 1933, med en avhandling om teorien for heliumspredning og -absorpsjon. Kort tid etter at han var ferdig med studiene, flyttet han til København, der han i en periode arbeidet sammen med Niels Bohr, gudfaren til kvanteteorirevolusjonen. Han giftet seg med Janette Hegner i 1935. De fikk to døtre (Alison Letitia) og en sønn (James), og forble sammen gjennom et langt liv.
Han ble professor i fysikk ved Princeton University i 1938, hvor han ble værende, med et avbrudd under andre verdenskrig, i 38 år, frem til 1976. I løpet av sine første år ved Princeton introduserte han spredningsmatrisen (eller «S-matrisen»), som relaterer start- og sluttilstanden for en partikkelvekselvirkning, og som skulle bli et uunnværlig verktøy i partikkelfysikken.
Wheeler kjente Einstein godt og pleide av og til å holde seminarer med sine studenter hjemme hos Einstein. Da Bohr besøkte USA i 1939 med nyheten om vellykket kjernefysisk fisjon i Tyskland, samarbeidet han og Wheeler om utviklingen av den innflytelsesrike «væskedråpemodellen» for atomet, som først ble foreslått av George Gamow, for å forklare det teoretiske grunnlaget for kjernefysisk fisjon.
I likhet med mange andre ledende fysikere avbrøt Wheeler sin akademiske karriere under andre verdenskrig for å delta i utviklingen av den amerikanske atombomben som en del av Manhattan-prosjektet ved Hanford-anlegget i staten Washington. Han forutså blant annet at opphopningen av «fisjonsproduktgifter» (særlig en isotop av xenon) til slutt ville hindre den pågående kjedereaksjonen ved å absorbere nøytroner.
Etter krigen vendte han tilbake til Princeton for å gjenoppta sin akademiske karriere og begynte å undervise i et kurs om Einsteins gravitasjon på begynnelsen av 1950-tallet, da det ennå ikke ble ansett som et akseptabelt studieområde, selv om han i mange år motsatte seg tanken om at fysikkens lover kunne føre til noe så tilsynelatende absurd som en singularitet. Han fortsatte imidlertid å jobbe for myndighetene og var aktivt involvert i utviklingen av den amerikanske hydrogenbomben på begynnelsen av 1950-tallet ved Los Alamos og Princeton (der han var ansvarlig for å sette i gang Project Matterhorn). På et tidspunkt, i 1953, fikk han en offisiell reprimande fordi han tilsynelatende hadde mistet et hemmeligstemplet dokument om hydrogenbomben. Hans noe krigerske syn på nasjonalt forsvar, Vietnamkrigen og rakettforsvar gikk ofte på tvers av hans mer liberale kollegers.
Når hans statlige forskning var over, vendte Wheeler tilbake til Princeton, der han i sine senere år samarbeidet med Albert Einstein om en «enhetlig feltteori» for de fysiske naturkreftene. I 1956 var han med på å bestemme hva slags materiale som fantes inne i kalde, døde stjerner ved hjelp av «Harrison-Wheeler-ligningen for kald, død materie», og fant ut at det hovedsakelig var jern, ettersom den effektive fusjonsprosessen stopper når kjernen når denne tilstanden. I 1957, mens han arbeidet med utvidelser av den generelle relativitetsteorien, introduserte han ordet «ormehull» for å beskrive hypotetiske tunneler i romtiden.
På slutten av 1950-tallet formulerte han teorien om geometrodynamikk, et program for fysisk og filosofisk reduksjon av alle fysiske fenomener (inkludert gravitasjon og elektromagnetisme) til de geometriske egenskapene til en krum romtid. Han forlot imidlertid denne teorien tidlig på 1970-tallet, da han ikke klarte å forklare visse viktige fysiske fenomener, som eksistensen av fermioner (elektroner, myoner osv.) og gravitasjonssingulariteter.
Han la alltid stor vekt på undervisning og fortsatte å undervise første- og andreårsstudenter i fysikk selv etter at han var blitt berømt, fordi han var overbevist om at de unge hodene var de viktigste. Han var kjent for sine energiske forelesninger, skrev raskt på tavlen med begge hender og snurret rundt for å få øyekontakt med studentene sine. Blant studentene hans var noen av de ledende teoretikerne på slutten av 1900-tallet, blant andre Richard Feynman, Kip Thorne og Hugh Everett.
Han arbeidet mye med teori om gravitasjonskollaps, og han er kjent for å ha skapt begrepet «svart hull» i en forelesning på NASAs Goddard Institute for Space Studies i 1967 (selv om det faktisk var et rop fra publikum som fikk ham til å gjøre det). Sammen med Dennis Sciama ved Cambridge og Yakov Borisovich Zeldovich i Moskva var Wheeler en viktig del av den såkalte «den generelle relativitetsteoriens gullalder» på 1960- og 1970-tallet, et paradigmeskifte der studiet av generell relativitetsteori (som tidligere ble sett på som en kuriositet) ble en del av den teoretiske fysikkens hovedstrømning. Under hans ledelse ble Princeton det ledende amerikanske senteret for forskning på Einsteins gravitasjon. Den komplette læreboken i generell relativitetsteori, «Gravitation», som han skrev sammen med Charles Misner og Kip Thorne, ble utgitt i 1973 og ble den mest innflytelsesrike læreboken i relativitetsteori for en hel generasjon.
Etter Einsteins død fortsatte Wheeler sin forskning på gravitasjonens rolle i en enhetlig teori for fysikk og ble en pioner innen kvantegravitasjon. Dette førte til at han samarbeidet med Bryce DeWitt og utviklet Wheeler-DeWitt-ligningen, eller, som Wheeler foretrakk å kalle den, «universets bølgefunksjon». Andre produkter av Wheelers fargerike måte å bruke ord på er uttrykket «sorte hull har ikke hår» (for å beskrive det faktum at sorte hull bør ha en perfekt, enkelt definerbar form, og ikke ha noen form for utstikkere fra dem), «masse uten masse» (for å indikere behovet for å fjerne all omtale av masse fra fysikkens grunnleggende ligninger), «det fra bit» (for å beskrive hvordan informasjon er grunnleggende for universets fysikk, akkurat som den er det i databehandling) og «kvanteskum» (for å beskrive en romtid som er forvandlet til et skum av forvrengt geometri).
I 1976, da han måtte gå av med pensjon ved Princeton, flyttet Wheeler til University of Texas i Austin, der han var direktør for Center for Theoretical Physics fra 1976 til 1986. Det var i denne perioden (nærmere bestemt i 1978) at han foreslo en variant av Thomas Youngs dobbeltspalteeksperiment (og Richard Feynmans senere videreutvikling av dette), ofte omtalt som «delayed choice»-eksperimentet. Ifølge ham ville det å oppdage et foton, selv ETTER at det har passert gjennom en dobbeltspalte, være nok til å endre resultatet av eksperimentet og fotonets oppførsel. Hvis eksperimentatorene vet hvilken spalte fotonet passerer gjennom, vil fotonet oppføre seg som en partikkel, og ikke som en bølge med tilhørende interferensoppførsel. Denne noe kontraintuitive hypotesen ble endelig verifisert i et praktisk eksperiment i 2007.
Wheeler vendte tilbake til Princeton som professor emeritus i 1986, hvor han ble værende i de neste tjue årene. Hans såkalte «Everything Is Fields»-fase (der han betraktet universet og alle partiklene i det som rene manifestasjoner av elektriske, magnetiske og gravitasjonelle felt og selve romtiden) ble avløst av en «Everything Is Information»-fase (der han fokuserte på ideen om at logikk og informasjon danner grunnlaget for fysisk teori). Han begynte også å spekulere i om fysikkens lover kunne utvikle seg på samme måte som evolusjon ved naturlig utvalg i biologien, og han skapte begrepet «deltakende antropisk prinsipp» for å beskrive sin versjon av det antropiske prinsipp, som går ut på at observatører (dvs. oss) er nødvendige for universets tilblivelse.
Wheeler har mottatt en rekke utmerkelser opp gjennom årene, blant annet National Medal of Science, Albert Einstein-prisen, Enrico Fermi-prisen, Franklin-medaljen, Niels Bohr International Gold Medal og Wolf Foundation Award. Han var president i American Physical Society og medlem av American Philosophical Society, Royal Academy, Accademia Nazionale dei Lincei, Royal Academy of Science og Century Association. Han mottok æresdoktorgrader fra 18 institusjoner.
Wheeler døde av lungebetennelse 13. april 2008, 96 år gammel, i Hightstown, New Jersey.
Les mer i vår neste artikkel: Hvem var Subrahmanyan Chandrasekhar?