Один з найвідоміших астрофізиків сучасності, лауреат Нобелівської премії з фізики 2017 року за історичне відкриття гравітаційних хвиль. Його наукові дослідження не лише змінили наше розуміння Всесвіту, але й вплинули на розвиток нових технологій, відкриття у галузі астрономії та навіть кіноіндустрії. Торн прославився завдяки своєму внеску у наукове консультування для фільму “Interstellar”, що зробило його ім’я відомим за межами академічної спільноти. Дізнавайтеся більше про розвиток освіти у Лос-Анджелесі після Другої світової війни. Далі на losangeles1.one.
Біографія
Кіп Скотт Торн народився 1 червня 1940 року у Солт-Лейк-Сіті, штат Юта, США. Його батьки були науковцями і це стало причиною того, що Торн з ранніх років проявляв інтерес до науки. Батько Девід Вінн Торн був професором хімії ґрунту у сільськогосподарському коледжі штату Юта. За своє життя він мав великий вплив на посушливе сільське господарство не тільки у США, але й на Близькому Сході, у Пакистані та Індії. Він був для сина інтелектуальним натхненням. Мати Елісон Коміш Торн прагнула бути академіком. Однак її карʼєра була знищена законом Юти, який забороняв дружині співробітника університету також працювати в університеті. Тож вона присвятила більшу частину свого життя організації громади та громадському активізму, а також вихованню та наставництву пʼяти дітей. Батьки заохочували братів і сестер переслідувати власні інтереси, цінувати індивідуальність, думати самостійно і не автоматично приймати стигми культури, в якій жила родина.
У 1950-х роках у хлопця було активне соціальне життя. Він грав на саксофоні та кларнеті у танцювальному гурті, брав участь у танцювальних концертах, редагував шкільну книгу та був у команді дебатів середньої школи. Але найглибшою його пристрастю продовжувала бути фізика. Після школи він вступив до Каліфорнійського університету у Берклі, де здобув ступінь бакалавра в області фізики, а потім захистив докторську дисертацію в аспірантурі Каліфорнійського технологічного інституту у 1965 році. Влітку перед четвертим курсом коледжу він отримав роботу з теоретичних астрофізичних досліджень під натхненним керівництвом астронома Джессі Грінштейна. Результатом стала перша опублікована стаття на тему “Теорія синхротронного випромінювання від зірок з дипольними магнітними полями”. З самого початку своєї кар’єри Торн був захоплений питаннями, пов’язаними з гравітацією, чорними дірами і теорією відносності. У своїх наукових роботах він активно застосовував математичний апарат загальної теорії відносності Ейнштейна для розв’язання питань, які стосуються екстремальних умов у Всесвіті.
Дослідження чорних дір і космології
Протягом першого десятка років у Каліфорнійському технологічному інституті гравітаційні хвилі були лише частиною дослідницького портфоліо групи. Фокусом були чорні діри та інші астрофізичні явища, де гравітація настільки сильна, що її потрібно описати законами відносності Ейнштейна, а не законами Ньютона. Студенти та докторанти використовували загальну теорію відносності для аналізу структур та астрофізичних ролей цих обʼєктів, а також того, як вони будуть поводитися, коли їх порушують. Це підживило основну спрямованість дослідження гравітаційних хвиль: еволюційне бачення інформації, яку можна витягти з гравітаційних хвиль.
Тож Торн відомий своєю роботою над чорними дірами та іншими екстремальними космічними об’єктами. Він займався теоретичними дослідженнями стосовно того, як чорні діри можуть виникати у результаті колапсу зірок, а також досліджував явища, що відбуваються поблизу цих об’єктів. До прикладу, як поводиться матеріал, що потрапляє у чорні діри, та як вони можуть впливати на навколишній простір. Зокрема, Торн співпрацював з іншим відомим астрофізиком Джонатаном Стернбергом у дослідженні теоретичних моделей еволюції чорних дір, а також їхнього впливу на навколишній космос.
За майже півстоліття карʼєри астрофізика його аспіранти та докторанти провели важливі та ефективні дослідження. У багатьох випадках вони брали дослідницькі проблеми, які запропонував Торн, і з невеликою допомогою зробили великі відкриття. В інших випадках вони самі визначили важливі дослідницькі проблеми і довели проблеми до реалізації. За 43 роки наставництва студентів та аспірантів приблизно 60% часу та зусиль пішли на дослідження, повʼязані з гравітаційними хвилями. Інші 30% часу пішли на широкий спектр інших питань релятивістської астрофізики або теорії відносності.
Відкриття гравітаційних хвиль
Одним з найбільших досягнень Кіпа Торна стало його дослідження гравітаційних хвиль. Ці хвилі — це коливання простору-часу, які виникають, коли масивні об’єкти, такі як чорні діри або нейтронні зірки, рухаються або зливаються. Передбачення існування гравітаційних хвиль було зроблено Альбертом Ейнштейном ще у 1915 році у рамках його загальної теорії відносності, але лише понад сто років по тому ці хвилі були безпосередньо виявлені за допомогою детектора LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
Кіп Торн був одним з основних архітекторів цього відкриття. Він був членом наукової групи, що працювала над LIGO. Його теоретичні дослідження та чисельні моделювання зіграли ключову роль у розробці методів для виявлення цих хвиль. Відкриття гравітаційних хвиль підтвердило важливі передбачення загальної теорії відносності і відкрило нову еру в астрофізиці, дозволяючи астрономам “слухати” Всесвіт через ці невидимі коливання простору-часу. За це відкриття Торн отримав Нобелівську премію з фізики у 2017 році.
Фільм “Interstellar”
Кіп Торн став не лише великим вченим, але й консультантом для фільму Кристофера Нолана “Interstellar”. Фільм досліджує теми чорних дір, гравітаційних хвиль і простору-часу, і багато з цих наукових аспектів були озвучені Торном. Він працював з режисером Ноланом і сценаристом Джонатаном Ноланом для того, щоб наукові елементи фільму були максимально точними, а також допомогти створити дивовижні сцени, зокрема того, як виглядає чорна діра, що науково базується на реальних розрахунках.
Завдяки Торну фільм вийшов з науково точними уявленнями про чорні діри та інші астрофізичні явища, що дало змогу глядачам краще зрозуміти ці складні концепції.
Книги астрофізика
Кіп Торн є автором численних наукових статей і книг, серед яких найвідомішою є “Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy”, яка стала бестселером і популяризувала ідеї чорних дір серед широкої аудиторії.
Його здатність пояснювати складні наукові концепції простими словами зробила його одним з найбільш шанованих популяризаторів науки у сучасному світі. Його роботи поєднують теоретичну глибину з доступністю для неспеціалістів, що дозволяє читачам з усіх куточків світу розуміти найскладніші теми астрофізики.
Кіп Торн не тільки відкрив нові горизонти для астрономії, але й навчив людей дивитися на Всесвіт з нових перспектив. Його робота у галузі гравітаційних хвиль та чорних дір розширила людські можливості для дослідження космосу і змінила розуміння законів природи. Його внесок у науку, кіно та популяризацію астрономії зробив його одним з найпотужніших науковців нашого часу. Торн залишає наукову спадщину, яка буде надихати нові покоління фізиків і астрофізиків протягом багатьох десятиліть.