Entérese de su singular historia en esta entrada del blog. Es conocido por acuñar los términos «agujero negro» y «agujero de gusano»
¿Quién era John Wheeler?
John Wheeler fue un destacado físico teórico estadounidense, quizá más conocido por acuñar los términos «agujero negro», «agujero de gusano» y otras frases pintorescas. En la década de 1930 desarrolló la importante «matriz S» de la física de partículas y trabajó con Niels Bohr para explicar la fisión nuclear en términos de física cuántica. Más tarde, desarrolló la ecuación de estado de las estrellas frías y muertas, ayudó a popularizar el estudio de la relatividad general en la corriente principal de la física teórica y consolidó la teoría y las pruebas de los agujeros negros. También colaboró con Albert Einstein en su búsqueda de una gran teoría unificada de la física.
John Archibald Wheeler nació el 9 de julio de 1911 en Jacksonville, Florida, Estados Unidos, el hijo mayor de una familia de bibliotecarios. La familia se mudó a menudo, y a lo largo de los años vivió en Florida, California, Ohio, Washington D.C., Maryland y Vermont. Estudió en el Baltimore City College, donde se graduó en 1926, y continuó sus estudios de física con Karl Herzfeld en la Universidad Johns Hopkins. Se doctoró en 1933 con una tesis sobre la teoría de la dispersión y absorción del helio. Poco después de graduarse, se trasladó a Copenhague, donde trabajó durante un tiempo con Niels Bohr, el padrino de la revolución de la teoría cuántica. Se casó con Janette Hegner en 1935. Tuvieron dos hijas (Alison Letitia) y un hijo (James), y permanecieron juntos durante toda su larga vida.
En 1938 se convirtió en catedrático de Física en la Universidad de Princeton, donde permaneció, con una interrupción durante la Segunda Guerra Mundial, durante 38 años, hasta 1976. Durante sus primeros años en Princeton, introdujo la matriz de dispersión (o «matriz S»), que relaciona los estados inicial y final de una interacción de partículas, y que se convertiría en una herramienta indispensable en la física de partículas.
Wheeler conocía bien a Einstein y a veces solía celebrar seminarios con sus estudiantes en casa de Einstein. Cuando Bohr visitó Estados Unidos en 1939, llevando la noticia del éxito de la fisión nuclear en Alemania, él y Wheeler colaboraron en el desarrollo del influyente modelo del átomo de la «gota líquida», propuesto por primera vez por George Gamow, para explicar la base teórica de la fisión nuclear.
Como muchos otros destacados físicos, Wheeler interrumpió su carrera académica durante la Segunda Guerra Mundial para participar en el desarrollo de la bomba atómica estadounidense como parte del Proyecto Manhattan en las instalaciones de Hanford, en el estado de Washington. Entre otras cosas, previó correctamente que la acumulación de «venenos de productos de fisión» (en particular, un isótopo del xenón) acabaría obstaculizando la reacción nuclear en cadena en curso al absorber neutrones.
Tras la guerra, regresó a Princeton para reanudar su carrera académica y comenzó a impartir un curso sobre la gravedad einsteniana a principios de la década de 1950, cuando aún no se consideraba un área de estudio aceptable, aunque se resistió durante muchos años a la idea de que las leyes de la física pudieran conducir a algo tan aparentemente absurdo como una singularidad. Sin embargo, siguió trabajando para el gobierno y participó activamente en el desarrollo de la bomba de hidrógeno estadounidense a principios de los años 50 en Los Álamos y Princeton (donde fue responsable de la puesta en marcha del Proyecto Matterhorn). En un momento dado, en 1953, fue amonestado oficialmente por la aparente pérdida de un documento clasificado sobre la bomba de hidrógeno. Sus opiniones algo belicosas sobre la defensa nacional, la guerra de Vietnam y la defensa antimisiles a menudo iban en contra de las de sus colegas más liberales.
Cuando terminó su investigación gubernamental, Wheeler regresó a Princeton, donde colaboró con Albert Einstein en sus últimos años en una «teoría del campo unificado» de las fuerzas físicas de la naturaleza. En 1956, ayudó a determinar los tipos de material que se encuentran en el interior de las estrellas frías y muertas utilizando la «ecuación de estado de Harrison-Wheeler para la materia fría y muerta», y descubrió que se trataba principalmente de hierro, ya que el eficiente proceso de fusión se detiene cuando el núcleo alcanza este estado. En 1957, mientras trabajaba en extensiones de la relatividad general, introdujo la palabra «agujero de gusano» para describir hipotéticos túneles en el espacio-tiempo.
A finales de la década de 1950, formuló la teoría de la geometrodinámica, un programa de reducción física y filosófica de todos los fenómenos físicos (incluidos la gravitación y el electromagnetismo) a las propiedades geométricas de un espacio-tiempo curvo. Sin embargo, abandonó esta teoría a principios de la década de 1970, al no poder explicar ciertos fenómenos físicos importantes, como la existencia de fermiones (electrones, muones, etc.) y las singularidades gravitatorias.
Siempre concedió gran importancia a la enseñanza y siguió enseñando física a estudiantes de primer y segundo curso incluso después de haber alcanzado la fama, pues estaba convencido de que las mentes jóvenes eran las más importantes. Era conocido por sus enérgicas clases, en las que escribía rápidamente en la pizarra con ambas manos y giraba para establecer contacto visual con sus alumnos. Entre sus alumnos de posgrado se encontraban algunos de los principales teóricos de finales del siglo XX, como Richard Feynman, Kip Thorne y Hugh Everett.
Trabajó intensamente en la teoría del colapso gravitatorio y, por lo general, se le atribuye la acuñación del término «agujero negro» en una conferencia pronunciada en 1967 en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA (aunque, en realidad, fue impulsado a hacerlo por un grito del público). Junto con Dennis Sciama en Cambridge y Yakov Borisovich Zeldovich en Moscú, Wheeler fue parte integrante de la llamada «edad de oro de la relatividad general» de las décadas de 1960 y 1970, un cambio de paradigma en el que el estudio de la relatividad general (antes considerada una curiosidad) entró en la corriente principal de la física teórica. Bajo su dirección, Princeton se convirtió en el principal centro estadounidense de investigación sobre la gravedad einsteiniana. El libro de texto completo de relatividad general «Gravitation», del que fue coautor con Charles Misner y Kip Thorne, se publicó en 1973 y se convirtió en el libro de texto de relatividad más influyente para una generación.
Tras la muerte de Einstein, Wheeler continuó su investigación sobre el papel de la gravedad en una teoría unificada de la física y se convirtió en pionero en el campo de la gravedad cuántica. Esto le llevó a colaborar con Bryce DeWitt y a desarrollar la ecuación Wheeler-DeWitt o, como Wheeler prefería llamarla, la «función de onda del universo». Otros productos de la vistosa manera de Wheeler con las palabras incluyen la frase «los agujeros negros no tienen pelo» (para describir el hecho de que los agujeros negros deberían tener una forma perfecta, simplemente definible, y no tener proyecciones de ningún tipo a partir de ellos), «masa sin masa» (para indicar la necesidad de eliminar efectivamente toda mención a la masa de las ecuaciones básicas de la física), «ello de bit» (para describir cómo la información es fundamental para la física del universo, al igual que lo es en la informática) y «espuma cuántica» (para describir un espaciotiempo transformado en una espuma de geometría distorsionada).
En 1976, ante la jubilación obligatoria en Princeton, Wheeler se trasladó a la Universidad de Texas en Austin, donde fue director del Centro de Física Teórica de 1976 a 1986. Fue durante este periodo (concretamente en 1978) cuando propuso una variante del experimento de la doble rendija de Thomas Young (y su posterior perfeccionamiento por Richard Feynman), a menudo denominado experimento de la «elección retardada». Según él, la detección de un fotón, incluso DESPUÉS de que haya pasado por la doble rendija, bastaría para cambiar el resultado del experimento y el comportamiento del fotón. Por consiguiente, si los experimentadores saben por qué rendija pasa, el fotón se comportará como una partícula, en lugar de como una onda con su comportamiento de interferencia asociado. Esta hipótesis, un tanto contraintuitiva, fue finalmente verificada en un experimento práctico en 2007.
Wheeler regresó a Princeton como profesor emérito en 1986, donde permaneció durante los siguientes veinte años. Su fase denominada «Todo son campos» (en la que veía el universo y todas las partículas que lo componen como meras manifestaciones de campos eléctricos, magnéticos y gravitatorios y del propio espaciotiempo) dio paso a una fase de «Todo es información» (en la que se centró en la idea de que la lógica y la información constituyen la base de la teoría física). También empezó a especular con la posibilidad de que las leyes de la física evolucionaran de forma análoga a la evolución por selección natural en biología, y acuñó el término «principio antrópico participativo» para describir su versión del principio antrópico, según el cual los observadores (es decir, nosotros) somos necesarios para la creación del universo.
Wheeler ha recibido numerosas distinciones a lo largo de los años, entre ellas la Medalla Nacional de la Ciencia, el Premio Albert Einstein, el Premio Enrico Fermi, la Medalla Franklin, la Medalla de Oro Internacional Niels Bohr y el Premio de la Fundación Wolf. Ha sido presidente de la American Physical Society y miembro de la American Philosophical Society, la Royal Academy, la Accademia Nazionale dei Lincei, la Royal Academy of Science y la Century Association. Recibió títulos honoríficos de 18 instituciones.
Wheeler murió de neumonía el 13 de abril de 2008, a los 96 años, en Hightstown, Nueva Jersey.
Descubra más en nuestro próximo artículo: ¿Quién fue Subrahmanyan Chandrasekhar?