Kip Thorne

Kip Stephen Thorne (Logan, Utah, 1940ko ekainaren 1a) fisikari teoriko estatubatuarra da, ezaguna grabitazio eta astrofisikaren arloetan egindako ekarpen ugariengatik. Thorne 2017ko Fisikako Nobel sariduna izan zen Rainer Weiss eta Barry C. Barishekin batera, "LIGO detektagailuari eta grabitate uhinen behaketari egindako ekarpen erabakigarriengatik". Stephen Hawkingen eta Carl Saganen laguna eta lankidea izan zen, 2009. urtera arte Kaliforniako Teknologia Institutuan "Feynman Irakaslea" katedraren karguan egon zen. Albert Einsteinen Erlatibitate Orokorraren Teoriak astrofisikan daukan aplikazioetan munduko aditu handienetako bat da Thorne.

Biografia. 
Thorne 1940ko ekainaren 1ean jaio zen, Loganen, Utah. Bere aita, D. Wynne Thorne (1908-1979), Utahko Unibertsitatean kimika irakasten zuen. Bestalde, bere ama, Alison C. Thorne (1914-2004), ere Utahko Unibertsitatean irakasten zuen, ekonomia, hain zuzen ere; Iowa State Collegen ekonomia doktoretza jaso zuen lehen emakumea izan zen. Kip Thorneren gurasoak Azken Egunetako Santuen Jesukristoren Elizako (ingelesez: The Church of Jesus Christ of Latter-day Saints, laburturik LDS Church) kideak ziren, eta Thorne LDSko fedean hezi zuten, nahiz eta orain ateoa izan. 

Giro akademiko batean hazia, bere lau anaietako bi irakasle ere izan ziren. Thorne gaztea zenetik nabarmendu zen ikasketetan,  Kaliforniako Teknologia Institutuaren (Caltech) historian irakasle gazteenetako bat izatera iritsiz. Bere gradu titulua Caltechen jaso zuen 1962an, eta doktoratu egin zen (Ph. D.) Princetongo Unibertsitatearen izenean 1965ean. Doktorego tesia idatzi zuen, Geometrodynamics of Cylindrical Systems izenekoa, John Wheeler fisikari teorikoa bere koordinatzailea izanik. Thorne Caltechera itzuli zen irakasle elkartu gisa 1967an, eta fisika teorikoko irakasle izendatu zuten 1970ean Caltech-en historiako irakasle gazteenetako bat bilakatuz, 30 urterekin. 1981ean, "William R. Kenan, Jr. " irakaslea bilakatu zen eta , 1991ean, eta "Fisika Teorikoko Feynman irakaslea". 2009ko ekainean, bere Feynman katedrari (gaur egun Feynman Fisika Teorikoko irakaslea da, emeritua) uko egin zion, idazketa eta zinema karrera bat egiteko.

Urteetan zehar, Thorne goi mailako fisikari teoriko askoren tesien koordinatzaile eta tutore izan da, orain erlatibitate orokorraren alderdi behatzaile, esperimental edo astrofisikoetan lan egiten dutenak. Gutxi gorabehera, berrogeita hamar fisikarik jaso dituzte doktorego-tituluak Caltechen, Thorneko tutoretza pertsonalaren pean.

Grabitazioari eta astrofisikari buruzko aurkikuntzen emozioa eta esanahia transmititzeko duen trebetasunagatik da ezaguna Thorne, bai maila profesionalean, bai dibulgaziokoan. Thornek AEBetako PBSko eta Ingalaterrako BBCko hainbat saio aurkeztu egin ditu zulo beltzak, grabitate-uhinak, erlatibitatea, denboran zeharreko bidaia eta zizare zuloak bezalako gaiei buruz.

1960an ezkondu zen Linda Jean Petersonekin. Bi seme-alaba izan zituzten: Kares Anne eta Bret Carter. Thorne eta Peterson 1977an dibortziatu ziren. 1984an ezkondu zen bigarrenez, Carolee Joyce Winsteinekin, Hegoaldeko Kaliforniako Unibertsitateko biokinesiologia eta terapia fisikoko irakaslea zena.

Ikerkuntza. 
Thorneren ikerketak astrofisika erlatibistan eta grabitazioaren fisikan zentratu dira nagusiki, izar erlatibistak, zulo beltzak eta, batez ere, grabitazio-uhinak azpimarratuz.  Publiko zabalago batek Thorne ezagutzen du, zizare-zuloak denboran bidaiatzeko erabil daitezkeela dioen teoriagatik. Hala ere, Thorneren ekarpen zientifikoek, espazio-denboraren eta grabitatearen izaera orokorra ardatz dutenak, erlatibitate orokorreko gaien sorta osoa barne hartzen dute.

LIGO eta uhin grabitazionalak. 
Thorne munduko autoritate nagusienetarikoa bezala kontsideratuta dago grabitazio uhinen alorrean. Thorneren lana grabitazio-uhinen iragarpenari eta horien denbora-sinadurei buruzkoa izan da, Lurrean beha daitezkeenak. "Sinadura" horiek garrantzi handia dute LIGOrentzat (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), grabitazio-uhinen esperimentu multiinstituzional bat, zeinarentzat Thorne izan den bultzatzaile handienetarikoa; izan ere, 1984. urtean, Thornek LIGO Proiektua (NSFak, National Science Foundation, inoiz finantzatu duen proiekturik handiena) kofundatu zuen. Honen bitartez, bi puntu estatikoren edo gehiagoren arteko gorabeherak bereizi eta neurtu nahi dira; gorabehera horiek izango lirateke aipatutako grabitate-uhinen ebidentzia. Thorneren ikerketaren alderdi esanguratsu bat objektu horiek aztertzeko beharrezkoak diren matematiken garapena da. Horretaz gain, LIGOren ezaugarrietarako ingeniaritza-diseinuaren analisiak ere egiten ditu, esperimentuan oinarrituta garatu ezin direnak, eta uhinak bilatzeko erabiliko diren datuen analisi-algoritmoei buruzko aholkuak ematen ditu ere. Gainera, ingenieritzaz gain, laguntza teorikoa eman du, besteak beste, LIGOk bilatu beharko lituzkeen grabitazio-uhinen iturriak identifikatzeko eta LIGOko izpi-hodietan sakabanaturiko argia kontrolatzeko deflektoreen diseinuan.

2015eko irailaren 14an, Advanced LIGOren grabitazio-uhinen lehen bilaketa ofiziala hasi baino lehenago eta Einsteinek grabitazio-uhinak lehen aldiz postulatu eta ia 100 urtera, LIGOren bi interferometroek grabitazio-uhin baten lehen detekzioa lortu zuten, 1.3 bilioi argi urteetara zegoen bi zulo beltzen talkaren ondorioz sortua. Detekzio honek Erlatibitatearen Orokorraren Teoriaren iragarpena berretsi zuen. Ikerketa horien eta, bereziki, aurkikuntza horren ondorioz, 2017an, Rainer Weiss eta Barry C. Barishekin batera, Kip Thorne fisikako Nobel saria irabazi zuen, «LIGO detektagailuari egindako ekarpen erabakigarriengatik eta grabitate-uhinen behaketagatik».

Zulo beltzen kosmologia. 
Thornek ekarpen ugari egin ditu zulo beltzen kosmologian. Bere «uztaiaren aierua» delakoa proposatu zuen, singularitate biluziaren ideia alde batera uzteko. Aieru horrek inplosioan dagoen izar bat deskribatzen du, zulo beltz bihurtuz. Hori gertatzen da uztaiaren zirkunferentzia kritikoak horri eutsi eta inguruan biratu dezakeenean. Hau da, M masako edozein objektu, zeinaren inguruan  zirkunferentziako uztai bat birarazi daitekeen, zulo beltz bat izan behar da.

Thornek zulo beltz baten entropiaren jatorri estatistiko mekaniko kuantikoa ikertu du. Izan ere, bere postdoc Wojciech Zurek delarekin, zulo beltz baten entropia zuloa zenbat formatan sor daitekeen adierazten duen kopuruaren logaritmoa dela erakutsi zuen. Horretaz gain, Igor Novikov eta Don Pagekin, zulo beltzen inguruko akrezio disko meheei buruzko teoria erlatibista orokorra garatu zuen.

Zizare-zuloak eta denboran zeharreko bidaiak. 

Thornek eta Caltecheko lankideek ikerketa zientifikoak egin zituzten fisikaren legeek espazioa eta denboraren arteko konexio anizkoitza ahalbidetzen ote duten jakiteko (beste era batean esanda, ea zizare-zuloak zeharka daitezkeen eta ea denboraren makinak existitzen diren ikusteko). Sung-Won Kim-ekin, Thornek mekanismo fisiko unibertsal bat identifikatu zuen (eremu kuantikoen hutsaren polarizazioaren hazkunde leherkorra), espazio-denborak denbora-kurba itxiak garatzea eragotz dezakeena (hau da, denboran atzera bidaiatzea eragoztea).

Mike Morris eta Ulvi Yurtsever-ekin frogatu zuen zizare-zulo lorentzdarren existentziak mekanika kuantikoaren printzipio jakin batzuk urratuko lituzkeela. Horrek ikerketa ekarri du eremu kuantikoek energia negatiboa sartzeko duten gaitasuna aztertzeko.

Izar erlatibistak, momentu multipolarrak eta beste ahalegin batzuk. 

Anna Żytkow-ekin, Thornek neutroi-izarren nukleoak zituzten izar supererraldoi gorrien existentzia iragarri zuen (Thorne –  Żytkow objektuak). Gainera, izar erlatibisten pultsuen eta igortzen duten grabitate-erradiazioaren teoriarako oinarriak ezarri zituen. Horretaz gain, James Hartle-ekin batera, Thornek erlatibitate orokorretik deribatu egin zituen zulo beltzen eta beste gorputz erlatibista batzuen higiduraren eta prezesioaren legeak, baita haien momentu multipolarren akoplamenduaren eragina hurbileko objektuen espazio-denboraren kurbaduraren gainean ere.

Argitalpenak. 
Thornek grabitazioari eta energia altuko astrofisikari buruzko liburuak idatzi eta editatu ditu. 1973. urtean, Charles Misner eta John Wheelerrekin batera Gravitation testuliburua idatzi zuen. Liburu hori, John C. Baez eta Chris Hillmanen arabera, garai guztietako liburu zientifiko handienetako bat da eta hainbat ikasle belaunaldi inspiratu ditu. 1994an, Black Holes and Time Warps: Einstein 's Outrageous Legacy argitaratu zuen, zientzialariak ez zirenentzako liburua, sari ugari jaso zituena. 2014an, The Science of Interstellar argitaratu zuen, non Christopher Nolanen Interstellar filmaren atzean dagoen zientzia azaltzen duen. 2017ko irailean, Thornek eta Roger D. Blandfordek Modern Classical Physics: Optics, Fluids, Plasmas, Elasticity, Relativity, and Statistical Physics, tituluan zerrendatutako fisikako sei arlo nagusiak jasotzen dituena.

Thornek 150 artikulu baino gehiago argitaratu ditu aldizkari akademikoetan. Bere artikuluak honako argitalpen hauetan agertu dira:

 Scientific American,
 McGraw-Hill Yearbook of Science and Technology
 Colliers Encyclopedia, besteak beste.

Ohoreak eta sariak. 
Thorne honako erakunde eta sozietate hauetako kide da:

 Arteen eta Zientzien Ameriketako Estatu Batuetako Akademia

 Ameriketako Estatu Batuetako Zientzien Akademia Nazionala
 Zientzien Errusiar Akademia
 American Philosophical Society

Horretaz gain, sari ugari jaso ditu, haien artean:

 American Institute of Physics Science Writing Award in Physics and Astronomy.
 Phi Beta Kappa Science Writing Award.
 American Physical Society-ren Lilienfeld Prize.
 German Astronomical Society-ren Karl Schwarzschild Medal (1996).
 Newcastle Unibertsitateko Robinson Prize in Cosmology.
 Albert Einstein domina 2009an, Albert Einstein Elkartearen eskutik, Bernan (Suitza).
 UNESCOren Niels Bohr domina UNESCOren eskutik (2010).
 Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics (2016).
 Gruber Prize in Cosmology (2016).
 Shaw Prize (2016) (Ronald Drever eta Rainer Weissekin batera).
 Kavli Prize in Astrophysics (2016) (Ronald Drever eta Rainer Weissekin batera).
 Tomalla Prize, 2016an, Erlatibitate Orokorrean eta Grabitazioan aparteko ekarpenak egiteagatik.
 Georges Lemaître Price (2016).
 Harvey Prize (2016) (Ronald Drever eta Rainer Weissekin batera).
 Smithsonian Magazine American Ingenuity Award for Physical Sciences (2016).
 Asturiasko Printzesa Saria (2017) (Rainer Weiss eta Barry Barishekin batera).
 Fisikako Nobel Saria (2017) (Rainer Weiss eta Barry Barishekin batera).
 Lewis Thomas Prize (2018).

Woodrow Wilson Fellow, Danforth Fellow, Guggenheim Fellow eta Fulbright Fellow izan da. Era berean, Claremont Graduate Unibertsitateak human letters doktore ohorezko titulua eman zion. 

2009an Leidengo Unibertsitatean (Herbehereak) Lorentz katedrako hautatu zuten.

Thornek hurrengo batzordeetan zerbitzatu du:

 International Committee on General Relativity and Gravitation,
 Committee on US-USSR Cooperation in Physics, eta
 National Academy of Sciences Space Science Board, NASArentzat eta Estatu Batuetako Kongresuarentzat.

Time aldizkariak hautatu zuen Kip Thorne AEBetako 100 pertsona garrantzitsuenen zerrendan.

Liburuak, filmak eta serieak. 

 Thornek Carl Sagani hainbat ideia eman zizkion zizare-zuloen bidezko bidaien inguruan, Contact eleberrian erabiltzearren.
 Thorne eta Lynda Obst Christopher Nolanen Interstellar filmaren kontzeptua ere garatu zuen. Filmarekin loturiko liburu bat ere idatzi zuen, The Science of Interestellar. Thornek Nolanen Tenet filmaren fisikari buruzko aholkulari gisa aritu zen ere.
 The Theory of Everything filmean, Thorne Enzo Cilenti aktoreak antzestu zuen.
 Thornek bere burua antzeztu zuen The Big Bang Theory seriearen kapitulu, "The Laureate Accumulation" izenekoa, 12. denboraldiko 18. kapituluan.

Erreferentziak

Kanpo estekak 

Utahrrak
Fisikako Nobel Saridunak
Astrofisikariak
Ameriketako Estatu Batuetako fisikariak
Ameriketako Estatu Batuetako astronomoak
Fisika teorialariak