존 휠러(John Wheeler)의 성장 과정, 업적, 명언 그리고 사망

존 휠러(John Wheeler)는 미국의 물리학자로, 주로 일반 상대성 이론, 양자역학, 블랙홀과 같은 우주 구조에 관한 연구로 유명합니다. 그는 지수 착수(geon)와 같은 개념을 통해 블랙홀을 설명하고, 양자 중력론을 강조하며 양자역학과 상대성 이론의 통합을 시도했습니다. 또한 차원 축소와 같은 물리학적 개념을 개척하며 물리학 철학에도 영향을 미쳤습니다.

 

 

존 휠러의 성장 과정

존 휠러는 1911년 7월 10일 플로리다 잭슨빌에서 태어났습니다. 그는 4명의 형제와 여동생이 있는 가운데 맏이였고, 가족은 오하이오 주 영스타운에서 자랐습니다. 어릴 때 그는 버몬트 주 벤슨의 농장에서 1년을 보내며 원룸 학교에 다녀왔고, 이후 라옌 고등학교로 이어졌습니다.

고등학교를 졸업한 후, 그는 메릴랜드 주의 존스 홉킨스 대학교에 입학하여 과학을 공부하였습니다. 그는 국립 표준국에서 1930년 첫 과학 논문을 발표했고, 1933년에 박사 학위를 받았습니다. 박사 학위 논문은 헬륨의 분산 및 흡수에 관한 이론에 대한 것이었습니다.

이후, 휠러는 뉴욕 대학교와 코펜하겐에서 공부하며 연구를 진행했습니다. 1934년에는 그레고리 브라이트 아래에서, 1935년에는 닐스 보어 아래에서 연구하기 위해 국립 연구 위원회 장학금을 받았습니다. 이러한 연구 과정에서 그는 브라이트-휠러 프로세스라는 광자가 물질로 변환될 수 있는 메커니즘을 소개하는 논문을 발표하였습니다.

 

존 휠러의 업적

1. 일반 상대성 이론의 발전: 존 휠러는 일반 상대성 이론에 기여하여 블랙홀과 시간 공간의 구조에 대한 개념을 발전시켰습니다. 그는 블랙홀을 "지수 착수"(geon)라는 용어로 설명하며, 이는 블랙홀이 공간과 시간의 공동체로 구성된 것으로 이해되는 개념을 도입했습니다.

 

2. 양자 중력론 및 양자역학과 상대성 이론의 통합: 휠러는 양자 중력론의 중요성을 강조하며 양자역학과 일반 상대성 이론을 통합하는 방향으로 연구를 진행했습니다. 그는 양자 중력의 개념을 제시하고, 물리학의 기본 이론들을 하나로 연결하려는 노력을 기울였습니다.

 

3. 브라이트-휠러 프로세스의 제안: 휠러는 그레고리 브라이트와 함께 브라이트-휠러 프로세스를 제안했습니다. 이 프로세스는 광자가 전자-양전자 쌍으로 변환될 수 있는 메커니즘을 설명하는 중요한 개념으로, 양자역학과 물리학의 기초적인 이해에 기여했습니다.

 

4. 차원 축소와 물리학의 철학적 고찰: 휠러는 차원 축소와 같은 물리학적 개념을 개척하며, 물리학의 철학적인 측면에도 관심을 기울였습니다. 그는 현실의 복잡성을 단순화하고 이해하기 위해 차원 축소의 개념을 활용하며, 우주의 본질에 대한 고찰을 이어나갔습니다.

 

5. 학문적 영향과 지식 전파: 휠러는 미국 물리학회의 주요 인물로서 학문적인 영향을 행사하였고, 많은 학생들과 연구자들에게 영향을 끼쳤습니다. 그의 강의와 논문은 물리학계에 큰 영향을 미쳤으며, 그의 아이디어와 접근 방식은 여러 세대의 과학자들에게 영감을 주었습니다.

 

존 휠러와 맨해튼 프로젝트

존 휠러는 제2차 세계대전 동안 미국이 원자폭탄 개발을 위한 맨해튼 프로젝트에 참여했습니다. 프로젝트의 초기에는 맨해튼 프로젝트 야금 연구소에 합류하였으며, 유진 위그너의 그룹과 함께 원자로 설계를 연구하였습니다.

휠러의 주요 역할 중 하나는 플루토늄 정제 과정에 관한 연구였습니다. 그는 중요한 "용액 내 순수 핵분열성 물질의 연쇄 반응"에 대해 로버트 F. 크리스티와 공동으로 논문을 작성했습니다. 이 논문은 플루토늄의 정제와 원자폭탄의 생산에 필수적인 연구였으며, 맨해튼 프로젝트의 성공에 기여한 중요한 연구 중 하나입니다.

휠러는 또한 듀폰 디자인 스태프의 일원으로 핵무기 원자로의 세부 설계와 건설을 총괄하는 역할을 맡았습니다. 시카고와 듀폰 본사 사이를 오가며 엔지니어들과 긴밀한 협력을 통해 원자로 건설과 플루토늄 생산 단지의 건설을 지원했습니다. 이를 위해 가족과 여러 번의 이주를 하면서 프로젝트에 전념했습니다.

휠러는 핸포드 사이트에서 원자로 가동 전에도 일부 핵분열 생성물의 중성자 흡수로 인한 반응성 저하에 대해 우려를 표명했습니다. 그는 이를 피하기 위해 연료봉을 추가하는 등의 해결책을 제안하며 원자로 안정성과 성능 향상에 기여했습니다.

 

휠러는 맨해튼 프로젝트에 개인적인 동기도 가지고 있었습니다. 그의 남동생이 전쟁 중 사망한 사실로 인해 프로젝트에 더욱 헌신했습니다. 그는 핵무기의 개발을 통해 전쟁을 끝내고 평화로운 미래를 이끌 수 있다는 열망을 품고 있었습니다.

 

존 휠러의 명언

"물리학은 세상의 설계도를 읽는 법이다." (How one finds the way by reading the map of the world's structure.)

 

"행운은 기회와 만남의 조합이다." (Luck is when preparation meets opportunity.)

 

"시간이 공간의 곡률을 결정하고, 공간이 시간의 흐름을 결정한다." (Time tells space how to curve, and space tells time how to flow.)

 

"양자역학은 자연이 어떻게 놀라울 수 있는지에 대한 규칙이다." (Quantum mechanics is a set of rules about how wonder and surprise can take place.)

 

"현실은 관찰자를 만나 이야기한다." (Reality is what makes a structure when no one is looking at it.)

 

존 휠러의 사망

2008년 4월 13일, 존 휠러는 96세의 나이로 미국 뉴저지주 하이츠타운(Hightstown)에서 폐렴으로 사망하였습니다.