קיפ תורן

ביוגרפיה

קיפ תורן נולד בלוגן שביוטה, ארצות הברית. הוריו שימשו כפרופסורים באוניברסיטת יוטה. אמו, אליסון תורן, הייתה כלכלנית, ואביו, ויין תורן, היה כימאי שעסק במדעי הקרקע. 
תורן סיים ב-1962 לימודי תואר ראשון במכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק). את לימודי הדוקטורט, שאותם סיים כעבור שלוש שנים, עשה תורן באוניברסיטת פרינסטון תחת הנחייתו של ג'ון וילר. עבודת הדוקטורט שלו עסקה ב"גאומטרודינמיקה של מערכות גליליות" ("Geometrodynamics of Cylindrical Systems"). תורן חזר לקלטק ב-1967, שם התמנה לפרופסור, והמשיך בקריירה אקדמית בתחום הפיזיקה התאורטית. קיפ תורן, ג'ון וילר וצ'ארלס מיסנר פרסמו בשנת 1973 ספר מדעי הקרוי "כבידה" ("Gravitation"). הספר נחשב לאחד הבסיסיים בתחום זה, ומשמש מאז כספר לימוד מרכזי לתורת היחסות הכללית באוניברסיטאות רבות.
מלבד הישגיו המחקריים, מוכר תורן כמנחה מצטיין - כחמישים פיזיקאים ערכו את עבודת הדוקטורט שלהם תחת הנחייתו. כמו כן, הרבה תורן לעסוק במדע פופולרי: הוא כתב ספר ("Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy") ומאמרים המיועדים לקהל הרחב, נטל חלק בהפקה טלוויזיונית, ומרבה להרצות בפני הציבור הרחב. תורן מוכר בציבור גם בזכות ההתערבויות המתוקשרות שלו עם סטיבן הוקינג אודות חורים שחורים.
ב-2014 יצא לאקרנים הסרט "בין כוכבים" שתסריטו מבוסס על השערותיו של תורן, לפיהן חורי תולעת מהווים שער למסע בזמן. תורן שימש כמפיק ויועץ מדעי לסרט.
קיפ תורן נבחר לשמש כחבר באקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים, באקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית ובאקדמיה למדעים של רוסיה. הוא זכה לפרסים רבים, ונחשב אחד הבולטים בין הפיזיקאים שעסקו בתורת היחסות הכללית בשלושת העשורים האחרונים של המאה ה-20 ובתחילת המאה ה-21.
קיפ תורן נישא ללינדה פיטרסון ב-1960, ונולדו להם שני ילדים. הם התגרשו ב-1970. אשתו השנייה, קרולי ג'ויס וינסטיין, שאיתה התחתן ב-1984, משמשת כפרופסור לביו-קינסיולוגיה באוניברסיטת דרום קליפורניה.
בשנת 2009 זכה תורן במדליית אלברט איינשטיין.

חורים שחורים

חלק ניכר ממחקריו של קיפ תורן עסקו בחורים שחורים. בשנת 1972 הוא ניסח את השערת החישוק (Hoop Conjecture), שקובעת תנאי גאומטרי להפיכת גוף לחור שחור. לפי השערה זו, גוף יקרוס לחור שחור אם ורק אם ניתן לשרטט סביבו (בכל הכיוונים) חישוק מעגלי שאורכו , כאשר  הוא רדיוס שוורצשילד המתאים למסה של הגוף. ההשערה עוזרת להבין את היווצרותם של חורים שחורים מגופים שאינם כדוריים.
תורן היה מהמפתחים של פרדיגמת הממברנה (Membrane paradigm) שעוזרת להבין את התופעות המתרחשות מחוץ לאופק האירועים של חור שחור. לפי גישה זו ניתן להניח, לצורך החישובים, שהחור השחור הוחלף במשטח פולט קרינה (קרינת הוקינג) הממוקם על אופק האירועים של החור השחור או סמוך לו.
מחקרים בולטים נוספים של תורן הקשורים לחורים שחורים עסקו בקוואזרים ובמקורות האנרגיה שלהם, בדיסקות ספיחה סביב חורים שחורים, ובשאלת קיומן של נקודות סינגולריות כבידתית בתוך חורים שחורים.

גלי כבידה

קיפ תורן הוא אחד היוזמים של פרויקט LIGO שנועד לגלות גלי כבידה. לתורן יש מעורבות גדולה בפרויקט, הן בהיבטים התאורטיים והן בהיבטים הניסיוניים. במסגרת זו הוא עסק בפיתוח כלים מתמטיים לניתוח התוצאות ובתכנון הגלאים, וזאת בנוסף לחקר התאורטי של אירועים אסטרופיזיקליים שיכולים ליצור גלי כבידה ולהבנת התגובה האפשרית של הגלים הללו עם הגלאים. האתגרים הגדולים בתכנון גלאיי כבידה, שעמם התמודד תורן, היו הורדת הרעש התרמי שקובע את רגישות הגלאים, ותכנון מדידות עקיפות שלא יגרמו לקריסת פונקציית הגל.

חורי תולעת

בעקבות דיון שהיה לו עם קארל סייגן, בדק קיפ תורן את השאלה אם מסע בזמן לעבר אפשרי באמצעות חורי תולעת. המחקר זכה לפרסום בעיתונות ועורר עניין אצל חובבי המדע הבדיוני. תורן ותלמידיו מצאו שבתנאים מסוימים חור תולעת מאפשר מסע בזמן לעבר, אולם חור תולעת כזה צריך להיות בנוי מחומר אקזוטי שיש לו מסה שלילית. בהמשך מצא תורן שהחומר האקזוטי הדרוש יכול להתקיים למשך זמן קצר בלבד, כלומר חורי תולעת מסוג זה יהיו קצרי-חיים.