Descubra mais sobre a sua história única nesta publicação do blogue. Ele é mais conhecido por ter cunhado os termos “buraco negro” e “buraco de minhoca”
Quem foi John Wheeler?
John Wheeler foi um proeminente físico teórico americano, talvez mais conhecido por ter cunhado os termos “buraco negro”, “buraco de minhoca” e várias outras frases coloridas. Na década de 1930, desenvolveu a importante “matriz S” da física das partículas e trabalhou com Niels Bohr para explicar a fissão nuclear em termos de física quântica. Mais tarde, desenvolveu a equação de estado para as estrelas frias e mortas, ajudou a popularizar o estudo da relatividade geral na física teórica dominante e consolidou a teoria e as provas dos buracos negros. Colaborou também com Albert Einstein na sua busca de uma grande teoria unificada da física.
John Archibald Wheeler nasceu a 9 de julho de 1911 em Jacksonville, Florida, EUA, o filho mais velho de uma família de bibliotecários. A família mudava-se muito e, ao longo dos anos, viveu na Florida, Califórnia, Ohio, Washington D.C., Maryland e Vermont. Frequentou o Baltimore City College, licenciando-se em 1926, e prosseguiu os seus estudos de física com Karl Herzfeld na Universidade Johns Hopkins. Obteve o doutoramento em 1933, com uma tese sobre a teoria da dispersão e absorção do hélio. Pouco depois de se formar, mudou-se para Copenhaga, onde trabalhou durante algum tempo com Niels Bohr, o padrinho da revolução da teoria quântica. Casou-se com Janette Hegner em 1935. Tiveram duas filhas (Alison Letitia) e um filho (James), e permaneceram juntos durante toda a sua longa vida.
Tornou-se Professor de Física na Universidade de Princeton em 1938, onde permaneceu, com uma interrupção durante a Segunda Guerra Mundial, durante 38 anos, até 1976. Durante os seus primeiros anos em Princeton, introduziu a matriz de dispersão (ou “matriz S”), que relaciona os estados inicial e final de uma interação de partículas, e que se tornaria um instrumento indispensável na física das partículas.
Wheeler conhecia bem Einstein e por vezes costumava realizar seminários com os seus alunos em casa de Einstein. Quando Bohr visitou os Estados Unidos em 1939, trazendo a notícia do sucesso da fissão nuclear na Alemanha, ele e Wheeler colaboraram no desenvolvimento do influente modelo de “gota líquida” do átomo, proposto pela primeira vez por George Gamow, para explicar a base teórica da fissão nuclear.
Com muitos outros físicos de renome, Wheeler interrompeu a sua carreira académica durante a Segunda Guerra Mundial para participar no desenvolvimento da bomba atómica americana, no âmbito do Projeto Manhattan, nas instalações de Hanford, no Estado de Washington. Entre outras coisas, Wheeler previu corretamente que a acumulação de “venenos de produtos de fissão” (nomeadamente um isótopo de xénon) acabaria por impedir a reação nuclear em cadeia ao absorver os neutrões.
Após a guerra, regressou a Princeton para retomar a sua carreira académica e começou a dar um curso sobre a gravidade einsteiniana no início da década de 1950, quando ainda não era considerada uma área de estudo aceitável, embora tenha resistido durante muitos anos à ideia de que as leis da física pudessem conduzir a algo tão aparentemente absurdo como uma singularidade. No entanto, continuou a trabalhar para o governo e esteve ativamente envolvido no desenvolvimento da bomba de hidrogénio americana no início dos anos 50 em Los Alamos e Princeton (onde foi responsável pela criação do Projeto Matterhorn). A certa altura, em 1953, foi oficialmente repreendido por ter aparentemente perdido um documento confidencial sobre a bomba de hidrogénio. Os seus pontos de vista algo belicosos sobre a defesa nacional, a guerra do Vietname e a defesa antimíssil iam muitas vezes contra os dos seus colegas mais liberais.
Quando a sua investigação governamental terminou, Wheeler regressou a Princeton, onde colaborou com Albert Einstein nos seus últimos anos numa “teoria do campo unificado” das forças físicas da natureza. Em 1956, ajudou a determinar os tipos de material encontrados no interior de estrelas frias e mortas, utilizando a “equação de estado de Harrison-Wheeler para matéria fria e morta”, e descobriu que era principalmente ferro, uma vez que o processo de fusão eficiente pára quando o núcleo atinge este estado. Em 1957, enquanto trabalhava em extensões da relatividade geral, introduziu a palavra “buraco de minhoca” para descrever túneis hipotéticos no espaço-tempo.
No final da década de 1950, formulou a teoria da geometrodinâmica, um programa de redução física e filosófica de todos os fenómenos físicos (incluindo a gravitação e o eletromagnetismo) às propriedades geométricas de um espaço-tempo curvo. No entanto, abandonou esta teoria no início da década de 1970, por não ter conseguido explicar certos fenómenos físicos importantes, como a existência de férmions (electrões, muões, etc.) e as singularidades gravitacionais.
Deu sempre grande importância ao ensino e continuou a ensinar física a estudantes do primeiro e segundo anos, mesmo depois de ter alcançado a fama, pois estava convencido de que as mentes jovens eram as mais importantes. Era conhecido pelas suas palestras enérgicas, escrevendo rapidamente no quadro negro com as duas mãos e girando para estabelecer contacto visual com os alunos. Entre os seus alunos de pós-graduação contavam-se alguns dos principais teóricos do final do século XX, incluindo Richard Feynman, Kip Thorne e Hugh Everett.
Trabalhou extensivamente na teoria do colapso gravitacional e é-lhe geralmente atribuída a criação do termo “buraco negro” numa palestra proferida em 1967 no Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA (embora, na realidade, tenha sido incitado a fazê-lo por um grito da audiência). Juntamente com Dennis Sciama em Cambridge e Yakov Borisovich Zeldovich em Moscovo, Wheeler foi parte integrante da chamada “idade de ouro da relatividade geral” das décadas de 1960 e 1970, uma mudança de paradigma em que o estudo da relatividade geral (anteriormente considerado uma curiosidade) entrou na corrente principal da física teórica. Sob a sua direção, Princeton tornou-se o principal centro americano de investigação sobre a gravidade einsteiniana. O livro completo de relatividade geral “Gravitation”, de que foi coautor com Charles Misner e Kip Thorne, foi publicado em 1973 e tornou-se o livro de relatividade mais influente de uma geração.
Após a morte de Einstein, Wheeler continuou a sua investigação sobre o papel da gravidade numa teoria unificada da física e tornou-se um pioneiro no domínio da gravidade quântica. Este facto levou-o a colaborar com Bryce DeWitt e a desenvolver a equação Wheeler-DeWitt ou, como Wheeler preferia chamar-lhe, a “função de onda do universo”. Outros produtos da forma colorida de Wheeler com as palavras incluem a frase “os buracos negros não têm cabelo” (para descrever o facto de os buracos negros deverem ter uma forma perfeita, simplesmente definível, e não terem projecções de qualquer tipo a partir deles), “massa sem massa” (para indicar a necessidade de eliminar efetivamente qualquer menção à massa das equações básicas da física), “it from bit” (para descrever como a informação é fundamental para a física do universo, tal como o é para a computação) e “espuma quântica” (para descrever um espaço-tempo transformado numa espuma de geometria distorcida).
Em 1976, confrontado com a reforma obrigatória em Princeton, Wheeler mudou-se para a Universidade do Texas em Austin, onde foi diretor do Centro de Física Teórica de 1976 a 1986. Foi durante este período (mais precisamente em 1978) que propôs uma variante da experiência da dupla fenda de Thomas Young (e o seu posterior aperfeiçoamento por Richard Feynman), muitas vezes referida como a experiência da “escolha atrasada”. Segundo ele, a deteção de um fotão, mesmo DEPOIS de ter passado pela dupla fenda, seria suficiente para alterar o resultado da experiência e o comportamento do fotão. Por conseguinte, se os experimentadores souberem por que fenda passa, o fotão comportar-se-á como uma partícula, em vez de uma onda com o comportamento de interferência que lhe está associado. Esta hipótese algo contra-intuitiva foi finalmente verificada numa experiência prática em 2007.
Wheeler regressou a Princeton como Professor Emérito em 1986, onde permaneceu durante os vinte anos seguintes. A sua chamada fase “Tudo são campos” (em que via o universo e todas as partículas nele existentes como meras manifestações de campos eléctricos, magnéticos e gravitacionais e do próprio espaço-tempo) deu lugar a uma fase “Tudo é informação” (em que se concentrou na ideia de que a lógica e a informação constituem a base da teoria física). Começou também a especular que as leis da física poderiam evoluir de forma análoga à evolução por seleção natural em biologia, e cunhou o termo “princípio antrópico participativo” para descrever a sua versão do princípio antrópico, segundo o qual os observadores (ou seja, nós) são necessários para a criação do universo.
Wheeler recebeu numerosas distinções ao longo dos anos, incluindo a Medalha Nacional da Ciência, o Prémio Albert Einstein, o Prémio Enrico Fermi, a Medalha Franklin, a Medalha Internacional de Ouro Niels Bohr e o Prémio da Fundação Wolf. Foi presidente da American Physical Society e membro da American Philosophical Society, da Royal Academy, da Accademia Nazionale dei Lincei, da Royal Academy of Science e da Century Association. Recebeu títulos honorários de 18 instituições.
Wheeler morreu de pneumonia a 13 de abril de 2008, com 96 anos, em Hightstown, Nova Jérsia.
Saiba mais no nosso próximo artigo: Quem foi Subrahmanyan Chandrasekhar?