Donnerstag, 10. September 2015

John Archibald Wheeler

John Archibald Wheeler
Der US-amerikanische theoretische Physiker John Archibald Wheeler wurde am 9. Juli 1911 in Jacksonville, Florida geboren (13. April 2008 in Hightstown, New Jersey).

Wheeler war wohl einer der letzten, die Albert Einstein, Niels Bohr und andere Größen der Gründungszeit der Quantenmechanik persönlich kannten. Er war im Manhattan-Projekt bei der Entwicklung der ersten Atombomben und an der Entwicklung der Wasserstoffbomben beteiligt.

Er widmete sich intensiv der Lehre und war darin sehr erfolgreich. So besuchte er etwa mit seinen erstsemestrigen Studenten Albert Einstein am nahen Institute for Advanced Study. Unter seinen damaligen Studenten befanden sich heutige bekannte theoretische Physiker wie etwa der Gravitationsphysiker Kip Thorne, John R. Klauder und der Nobelpreisträger Richard Feynman. 

Mit Kenneth Ford untersuchte er die halbklassische Näherung in der Streutheorie.

John A. Wheeler war verheiratet und hatte drei Kinder.

Der Asteroid (31555) Wheeler ist nach ihm benannt.

Die „wirklich großen Fragen“ an die Natur

John Archibald Wheeler formulierte aus seiner unitarischen Grundhaltung heraus fünf grundlegende Fragen, die über die Physik hinausreichen und die er als „wirklich große Fragen“ (really big questions) bezeichnete:

  • Wie kommt es zu dem, was existiert? (How come existence?)
  • Warum gibt es Quanten? (Why the quantum?)
  • Haben wir teil am Universum? (A participatory universe?)
  • Was führt zur Bedeutung? (What makes meaning?)
  • Das Seiende aus Informationen? (It from bit?)

Leben

9. Juli 1911. John Archibald Wheeler wird in Jacksonville, Florida geboren. Er wächst in einem unitarischen Elternhaus auf, wo sein frühes Interesse an den Naturwissenschaften besonders gefördert wird.

1933. Er wird an der Johns Hopkins University bei Karl Ferdinand Herzfeld promoviert.

1937. In einer Physical-Review-Arbeit führt er die S-Matrix in die Atomphysik ein.

Ende 1938. Otto Hahn und Friedrich Wilhelm Straßmann führen die erste Atomspaltung durch.

Anfang 1939. Lise Meitner formuliert zusammen mit Otto Frisch in dem Aufsatz "Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction" die erste physikalisch-theoretische Deutung der Atomspaltung. Darauf aufbauend untersucht Niels Bohr gemeinsam mit John Archibald Wheeler die Möglichkeit der Energiegewinnung durch Atomspaltung im Flüssigkeitsmodell.

Herbst 1939.  Durch eine umfassende Theorie der Atomspaltung (The mechanism of nuclear fission) von Niels Bohr und John Archibald Wheeler wird das Werk von Meitner und Frisch ersetzt.

1938 bis 1976. Er ist Professor an der Princeton University.

1941. Mit Feynman erarbeitet er eine Neuformulierung der klassischen Elektrodynamik. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitet Wheeler im Manhattan-Projekt in Hanford, wo Plutonium-Brutreaktoren entwickelt werden. An frühen Versuchen, die Wasserstoffbombe zu bauen, ist er ebenfalls beteiligt.

1950er und 1960er Jahre. Wheeler entwickelt die so genannte Quantengeometrodynamik. Darunter versteht er eine Weiterentwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART), die nicht nur wie bei Einstein die Gravitation, sondern auch die anderen Wechselwirkungen wie den Elektromagnetismus durch die Geometrie gekrümmter Raum-Zeiten beschreiben will. Sie scheitert jedoch daran, dass sie wichtige physikalische Erscheinungen wie etwa die Existenz von Fermionen nicht erklären kann und auch nicht wie erhofft Gravitations-Singularitäten vermeiden kann. Eine solche Geometrisierung der fundamentalen Wechselwirkungen – die heute alle durch Eichtheorien beschrieben werden – ist bis heute nicht gelungen, und um eine Quantentheorie der Gravitation wird bis heute gerungen. Als Ansatz für die Quantentheorie der Gravitation führte er mit Bryce DeWitt die Wheeler-DeWitt-Gleichung als eine Wellenfunktion des gesamten Universums ein.

Ende der 1960er und Anfang der 1970er Jahre. Er hat eine wichtige Rolle in der sich stürmisch entwickelnden Theorie "Schwarzer Löcher". Diesen gibt er im Jahr 1967 sogar den Namen. Auch der Name für das no hair theorem, im Deutschen Glatzensatz genannt, stammt von ihm (Ein schwarzes Loch hat keine Haare). Wheeler prägt auch den Begriff „Wurmlöcher“ für hantelartige Brücken in der Raum-Zeit.

1973. Mit Misner und Thorne veröffentlicht er das umfangreiche, aber pädagogisch gut gemachte Lehrbuch "Gravitation". Wheeler interessiert sich auch für die Interpretation der Quantenmechanik und unterstützt vorübergehend die Many worlds interpretation seines Schülers Hugh Everett aus dem Jahr 1955, bevor er sich von ihr distanziert.

1976. Er nimmt eine Professur an der University of Texas at Austin an. Sein Büro in Princeton behält er weiterhin.

1983. Er erhält die Oersted Medal.

1996/97. Er bekommt den Wolf-Preis in Physik.

1989. Die American Philosophical Society zeichnet ihn mit ihrer Benjamin Franklin Medal aus. 

2003. Er bekommt den Einstein-Preis.

13. April 2008. Wheeler stirbt in Hightstown, New Jersey. Zuletzt war er emeritierter Professor an der Princeton University.

Bilder aus Wikimedia Commons
John Archibald Wheeler, Lizenz: Creative Commons Attribution 3.0 Unported, Urheber: GFHund

Quellen