נפטר ג’ון וילר, מי שטבע את המונחים חורים שחורים וחורי תולעת

בשנת 1997 ראיינתי אותו לעיתון “הארץ” כאשר הגיע לקבל את פרס וולף. הכתבה שהתפרסמה תחת הכותרת “החורים שמחזיקים את היקום” כבר לא אקטואלית לאחר התגלית של האבל מסוף שנות התשעים – לפיה התפשטות היקום מואצת

ג’ון ארצ’יבלד ווילר, אחד הפיסיקאים החשובים של המאה ה-20 והאיש שטבע את המונח “חור שחור”, הלך לעולמו שלשום בביתו שבהייסטון, ניו ג’רסי. בן 96 היה במותו.

היה פיזיקאי אמריקאי שעסק בתורת היחסות הכללית ובניסיונות לאחד אותה עם תורת הקוונטים. במסגרת זו חקר את אפשרות קיומם של חורים שחורים, וטבע את השם “חור שחור” בשנת 1967. עשור קודם לכן, ב-1957, בעודו עובד על הרחבות של תורת היחסות, הוא המציא את המושג “חור תולעת”, המתאר מנהרות בחלל-זמן. וילר עסק גם בפיזיקה גרעינית, והיה מעורב בפיתוח נשק גרעיני במסגרת פרויקט מנהטן, ואחר כך בפיתוח פצצת המימן האמריקאית. הוא זכה בפרס וולף לפיזיקה לשנים 1996/7.  (עוד על ג’ון וילר ב-YNET ובערך עליו בויקיפדיה)

“אני משוכנע שנשאר רק עוד דבר אחד או שניים לגלות כדי להבין כיצד נוצר היקום וכיצד הוא פועל, ורק מקווה שהדבר יקרה עוד בחיי”, אמר לי וילר בראיון  שהתקיים במלונו בת”א לפני 11 שנים, והתפרסם בהארץ (24/4/1997). במידה מסוימת הוא צדק. אכן לאחר הדברים התגלה דבר או שניים על היקום – למעשה אושר קיומה של האנרגיה האפלה בתצפיות על סופרנובות עתיקות, שבוצעו באמצעות טלסקופ החלל האבל.

המשמעות – בניגוד לדעה המקובלת שרווחה עד סוף שנות התשעים (ואשר הוא חוזר עליה כמה פעמים במהלך הראיון), לפיה חייבת להמצא המסה החסרה כדי להחזיק את היקום כדי שהתפשטותו תעצר בשלב כלשהו, ובסופו של דבר הוא יתחיל להתכווץ בחזרה.

מבין מה שלא התפרסם אני זוכר ששאלתי אותו מה דעתו על חברי כת  ‘השער לגן עדן’ שהתאבדו שבועות אחדים קודם לכן בארה”ב כדי שנשמתם תצטרף לחללית החייזרים שמתחבאת מאחורי השביט הבהיר הייל בופ. תשובתו היתה בפנטומימה – הוא לקח את אצבעו וסובב סביב מצחו – “משוגעים”.

להלן הכתבה

החורים שמחזיקים את היקום

חתן פרס וולף, ג’ון וילר, לא בטוח אם כדור הארץ ייבלע על ידי חור שחור או פשוט יתרסק לרסיסים כתוצאה מהתנגשות בין הגלקסיות, אבל מאמין שבקרוב מאוד נדע בדיוק איך נוצר היקום וכיצד הוא פועל

בליזובסקי אבי

“אני משוכנע שנשאר רק עוד דבר אחד או שניים לגלות כדי להבין כיצד נוצר היקום וכיצד הוא פועל, ורק מקווה שהדבר יקרה עוד בחיי”. העומד מאחורי ההצהרה האופטימית הזאת הוא לא אחר מאשר האסטרו-פיסיקאי הידוע פרופ’ ג’ון וילר בן ה-86 – הראשון שהגדיר את תופעת החורים השחורים. וילר בא לישראל כדי לקבל את פרס קרן וולף לפיסיקה לשנת 97′.

מה יש לדעתך בחורים השחורים שמושך כל כך את לב הציבור הרחב?

“החורים השחורים הם משהו ששונה מכל מה שאנחנו מכירים כאן בכדור הארץ. אני אישית התחלתי להתעניין בהם במסגרת חיפושי אחרי המאסה החסרה כדי להחזיק את היקום ביחד, שלא יתפשט לנצח. גם אם נחשב את המאסה של הכוכבים והגלקסיות, יש לנו רק רבע מהמאסה שאנחנו צריכים כדי להחזיק את היקום ביחד בכוח הכבידה. אם יש הר בה חורים שחורים, הם יכולים להיות המאגר של החומר הזה.

“עמיתי שחקרו את הנושא סבורים שהחורים גם לא יכולים להכיל את כל המאסה. אבל יש תיאוריה, שלפיה חלק מהחורים השחורים לא נוצרו מחומר, כי אם מקרינה כבידתית מאוד חזקה שהתקיימה בראשית היקום. בימים הראשונים היה כבר חומר, אבל הקרינה היתה הרבה יותר חזקה מאשר היא כיום, היה לה הרבה יותר אנרגיה. התפשטות היקום קיררה את היקום ופיזרה את האנרגיה. לחלקיקים אלה היתה מאסה שגרמה להם לקרוס לתוך חורים שחורים, קשה לחשב את המאסה שהצטברה בחורים שחורים כאלה”.

על פי הידוע היום, רוב החורים השחורים הם כוכבים מסיוויים שכילו את מלאי המימן שלהם והפכו אותו להליום, ולאחר מכן לחמצן, וכך הלאה והלאה עד לברזל, כאשר בכל שלב הכוכב מתכווץ. אם מאסת הכוכב היא למעלה מפי שמונה ממאסת השמש, הלחץ של האטומים עדיין מכביד על הכוכב גם בשלבים הסופיים, והוא ממשיך ומתכווץ. ככל שהוא מתכווץ מהירות הבריחה ממנו גוברת, עד שלבסוף היא עוברת את מהירות האור, וכך שום דבר לא יוצא ממנו, גם לא אור, ומכאן שמו – חור שחור.

עד כמה שהדבר נשמע מוזר, על הרעיון של חור שחור חשבו כבר בסוף ה מאה ה-18. בספרו “חורים שחורים, גורי יקומים ומסות אחרות” כותב סטיבן הוקינג: “עד כמה שידוע לי, הראשון שדיבר על חורים שחורים היה ג’ון מיצ’ל, איש קמברידג’. במאמר ב-1783 כתב מיצ’ל, שייתכן שיש כוכב שהוא בעל מאסה גבוהה דיה, וקטן דיו, שמהירות הבריחה ממנו תהיה גבוהה ממהירות האור. לא נוכל לראות כוכב כזה משום שהאור הקורן משטח הפנים שלו לא יגיע אלינו; שדה הכבידה של הכוכב יגרור אותו בחזרה. אף על פי כן, אולי נוכל להרגיש בקיומו של כוכב כזה בשל השפעת שדה הכבידה שלו על החומר הסמוך לו”.

אולם מיצ’ל רק שיער את קיומם של כוכבים כאלה, וודאי שלא היה לו מושג כיצד נוצרו. בשנת 1967 הגדיר ג’ון וילר את התופעה, וכיום עסוקים חוקרים רבים במציאת דרכים לאיתור חורים שחורים; מדעני טלסקופ החלל האבל טוענים שגילו כמה כאלה. האם יש חור שחור במרכז הגלקסיה שלנו? “כן. יש שם חור שחור שמאסתו גדולה פי 5-4 מיליארד מהמאסה של השמש. אנחנו יודעים שהוא קיים כי המאסה של החומרים שהוא שואב מסתחררת סביב גוף מאוד קטן בעל מאסה מאוד גדולה”.

האם הוא יבלע אותנו יום אחד?

“הרבה דברים יכולים לקרות. אנחנו למשל מאמינים שהגלקסי ות יתקרבו, ואז הגלקסיה שלנו תתנגש בגלקסיות אחרות. מה יקרה קודם, ההתנגשות או בליעתנו על ידי חור שחור? קשה לומר; בשני המקרים לא מדובר במשהו שיקרה בזמן הקרוב”.

האם חורים שחורים יכולים לשמש ליצורים חיים מעין קיצור דרך בתוך הגלקסיה?

“אינני רואה שום סיכוי להשתמש בחור שחור כמעין מנהרה בין אזור אחד בגלקסיה לאזור אחר. ‘דיילי טלגרף’ הציע פרס לכל מי שימצא הוכחות לקיומה של מנהרה כזאת. הפרס הוא מכיסו הפרטי של המו”ל, אבל אני חושש שהוא יתאכזב”.

פורסם בתאריך-24/04/1997

נימוקי פרס וולף בפיסיקה תשנ’ז – 1996/7 (מתוך אתר הקרן)
ועדת פרס וולף בפיסיקה לשנת תשנ’ז – 1996/7 החליטה פה אחד להעניק את הפרס למדען

ג´ון א´ וילר (John A. Wheeler)
אוניברסיטת פרינסטון
פרינסטון, ניו ג´רסי, ארה’ב

על תרומותיו החשובות לפיסיקה של החורים השחורים, לגרביטציה הקוואנטית, ולתורות הפיזור הגרעיני והביקוע הגרעיני.

עם ניתוחו את גורל העצמים הקרים והמסיביים המריץ פרופסור ג´ון וילר הופעת תחום חדש: הפיסיקה של החורים השחורים (‘חור שחור’ הוא ביטוי פרי עטו). הוא הראשון שהבחין כי חור שחור פועל כמוחק אינפורמציה, ניסח עיקרון רב השפעה של ייחודיות החורים השחורים, המוכר לרבים בצורה המליצית (גם היא פרי עטו) ‘חורים שחורים אין להם שיער’, והניח (יחד עם ט´ רג’י) את יסודות תורת היציבות של החורים השחורים. כתגובה לאתגר התמוטטות גרביטציונית סופית, הוא ניסח את הבסיס של תורת הגרביטציה הקוואנטית הקאנונית, כולל הגאומטרודינמיקה (דינמיקה של גאומטריית המרחב), העל-מרחב (סופרספייס, המרחב של כל הגאומטריות), וכן (ביחד עם ב´ דה וויט) את משוואת וילר–דה וויט המהוללת. עוד לפני גילוים של הפולסרים הבחין וילר, ששריד הסופרנובה במזל סרטן עשוי להפיק את האנרגיה שלו מכוכב נויטרונים מסתובב וממוגנט.
בעת פריחת הפיסיקה הגרעינית הוא המציא את מטריצת הפיזור (מטריצת S) הנמצאת בשימוש היום בענפים רבים של הפיסיקה, והוליד (יחד עם נ´ בוהר) את התורה של ביקוע גרעיני. רעיונותיו על תפקידו של העיקרון הקוואנטי בפיסיקה הינם ממרחיקי הלכת שבימינו. במשך הקריירה הארוכה שלו הוא הכשיר כמה וכמה דורות של פיסיקאים והיה לגורם השראה עבורם.