мини|327x327пкс|Кип С. Торн на прес-конференција за време на Нобеловите награди во Стокхолм, Шведска 2017
Кип Стивен Торн (р. 1 јуни 1940) — американски теоретски физичар и добитник на Нобеловата награда, познат по неговите придонеси во гравитациската физика и астрофизиката. Долгогодишен пријател и колега на Стивен Хокинг и Карл Сејган, тој бил Феинменов Професор по Теоретска Физика во Калифорнискиот Институт за Технологија (Caltech) до 2009 година и е еден од водечките светски експерти за астрофизичките импликации на Ајнштајновата општа теорија на релативноста. Тој продолжува да врши научни истражувања и научни консултации, особено за филмот "Интерстелар" на Кристофер Нолан.
Во 2017 година, Торн ја добил Нобеловата награда за физика, заедно со Рајнер Вајс и Бери Бериш "за одлучувачки придонеси на ЛИГО детекторот и за набљудувањето на гравитациските бранови".
Живот и кариера Торн е роден во Логан, Јута, на 1 јуни 1940 година. Неговиот татко бил хемичар, а неговата мајка Алисон (née Comish) Торн, била економист и прва жена која добила докторат (Ph.D.) од подрачјето, од Државниот Колеџ во Ајова. Пораснати во академска средина, двајца од неговите четири браќа и сестри исто така станале професори. Родителите на Торн биле членови на Црквата на Исус Христос од Латер-деј Сеинтс (Мормони) и го подигнале Торн во верата на ЛДС, иако тој сега се опишува себеси како атеист.
Во врска со неговите ставови за науката и религијата, Торн изјавил: "Има голем број на мои најдобри колеги кои се многу побожни и веруваат во Бога [...] Не постои фундаментална некомпатибилност помеѓу науката и религијата. Јас не верувам во Бога".
Торн брзо се истакнал кај академиците, рано во животот, освојувајќи го признанието во Вестингхаус Потрагата по Научни Таленти, како сениор во Логан Хај Скул и станувајќи еден од најмладите редовни професори во историјата на Калифорнискиот институт за Технологија на 30-годишна возраст. Ја добил својата Б.С. диплома од Калтех во 1962 година, а степенот доктор на науки (Ph.D.) на Универзитетот Принстон во 1965 година. Тој ја напишал својата докторска дисертација, Геометродинамика на Цилиндричните Системи, под надзор на релативистот Џон Вилер. Торн се вратил во Калтех, како вонреден професор, во 1967 година и станал професор по теоретска физика во 1970 година, Вилијам Р. Кинен, Јр. Професор во 1981 година и Феинмен Професор по Теориска Физика во 1991 година. Бил хонорарен професор на Универзитетот во Јута од 1971 до 1998 година и Андрју Д. Вајт Слободен Професор на Универзитетот Корнел од 1986 до 1992 година. Во Јуни 2009 година, тој поднел оставка на местото Феинмен Професор (сега е Феинмен Професор за Теоретска Физика, пензиониран почесен професор) за да ја продолжи кариера во пишување и снимање на филмови. Негов прв филмски проект бил Интерстелар, на кој работел со Кристофер Нолан и Џонатан Нолан.
Во текот на годините, Торн работел како ментор и советник за дисертации за многу водечки теоретичари кои сега работат на опсервациските, експерименталните или астрофизичките аспекти на општата релативност. Околу 50 физичари имаат добиено докторат (Ph.D.) во Калтех, под лично менторство на Торн.
Торн е познат по својата способност да ја пренесе возбудата и значењето на откритијата во гравитацијата и астрофизиката, како за професионалната така и за општата публика. Во 1999 година, Торн направил неколку шпекулации за тоа што во 21-от век ќе најде, како одговори на следниве прашања:
Дали има "темна страна на универзумот" населена со предмети како црни дупки? Можеме ли да го набљудуваме раѓањето на универзумот и неговата темна страна, користејќи зрачење создадени од простор-време изобличувањето или таканаречени "гравитациски бранови"? Дали технологијата од 21 век ќе го открие квантното однесување во кралството на објекти со човечка големина?
Неговите презентации за теми како што се црните дупки, гравитациското зрачење, релативноста, патувањето низ времето и црвоточините (хипотетичка врска помеѓу многу одделени региони на просторот-времето) биле вклучени во ПБС емисиите во САД како и на БиБиСи во Обединетото Кралство.
Торн и Линда Џин Питерсон склучиле брак во 1960 година. Нивни деца се Карес Ана и Брет Картер, архитект. Торн и Питерсон се развеле во 1977 година. Торн и неговата втора сопруга, Кероли Џоис Винстајн, професорка по биокинезиологија и физикална терапија на УСЦ, склучиле брак во 1984 година.
Истражување мини|Торн во 1972 Истражувањето на Торн првенствено било фокусирано на релативистичката астрофизика и гравитациската физика, со акцент на релативистичките ѕвезди, црни дупки и особено гравитациските бранови. Тој е можеби најпознат за јавноста по неговата контроверзна теорија, дека црвоточините можат најверојатно да се користат за патување низ времето. Сепак, научниот придонес на Торн, кој се фокусирал на општата природа на просторот, времето и гравитацијата, се проширил низ целиот спектар на теми во општата релативност.
Гравитациски бранови и ЛИГО Торн се занимавал со предвидување на моќта на гравитацискиот бран и нивните временски потписи, како што се забележани на Земјата. Овие "потписи" се од голема важност за LIGO (Ласерско Интерферометарска Гравитациска Бранова Опсерваторија), мулти-институционален гравитациски бранов експеримент, за кој Торн бил водечки поборник - во 1984 година, тој го ко-основал проектот LIGO (најголемиот проект некогаш финансиран од NSF), за да ги разликува и мери сите флуктуации помеѓу две или повеќе "статични" точки; таквите флуктуации би требало да бидат знак за гравитациските бранови, како што опишувале пресметките. Значаен аспект од неговото истражување е развивањето на математиката, потребна за анализирање на овие објекти. Торн, исто така, спроведувал инженерски конструктивни анализи на одликите на LIGO, кои не можеле да бидат развиени врз основа на експериментот и давал совети за алгоритмите за анализа на податоците, со кои брановите ќе бидат барани. Тој имал обезбедено теоретска поддршка за LIGO, вклучувајќи ја идентификацијата на изворите на гравитациските бранови на кои LIGO требал да цели, конструирајќи жлебови за контрола на распрсканата светлина во цевките за зрак на LIGO, и - во соработка со истражувачката група на Владимир Брагински (Москва, Русија) - измислување на квантна неразурнувачка конструкција за напредни детектори на гравитациски бранови и начини за намалување на најсериозниот вид на бучава кај напредните детектори: термоеластичната бучава. Со Карлтон М. Кејвс, Торн измислил пристап за позадинска акција за избегнување на квантните неразурнувачки мерења на хармониските осцилатори - техника применлива како за откривањето на гравитациските бранови така и за квантната оптика.
На 11 февруари 2016 година, тим од четворица физичари, кои ја претставувале научната соработка во LIGO, објавиле дека во септември 2015 година LIGO го снимил потписот на две црни дупки, кои се судриле 1,3 милијарди светлосни години далеку. Оваа снимена детекција била првото директно набљудување на треперењето на гравитацискиот бран и го потврдила важното предвидување на Ајнштајновата општа теорија на релативноста.
Космологија на црната дупка мини|200x200пкс|Цилиндар кој го покажува магнетното поле Додека студирал за доктор (Ph.D.) на Универзитетот Принстон, неговиот ментор Џон Вилер му дал задача за да размислува: да открие дали цилиндричниот сноп од одбивни линии на магнетното поле ќе имплодира под сопствената привлечна гравитациска сила, или не. По неколку месеци борење со проблемот, тој докажал дека е невозможно цилиндричните линии на магнетно поле да имплодираат.
Зошто цилиндричниот сноп од линии на магнетното поле не имплодира, додека сферичните ѕвезди ќе имплодираат под сопствената гравитациска сила? Торн се обидел да го истражи теоретскиот гребен меѓу овие два феномена. На крајот открил дека гравитациската сила може да го надмине целиот внатрешен притисок, само кога објектот е компресиран во сите правци.
За да ја изрази оваа ситуација, Торн ја предложил неговата претпоставка за обрачот, кој го опишува имплодирачката ѕвезда кога влегува во црната дупка, кога критичниот обем на конструираниот обрач може да биде ставен околу него и може да ротира. Така што, секој објект со маса М околу кој може обрач со обем 4πGM/c2 да ротира, мора да биде црна дупка.
Како инструмент кој ќе биде користен во двата проекта, астрофизиката и теоретската физика, Торн и неговите студенти развиле необичен пристап, наречен "мембранска парадигма", во теоријата за црни дупки и го искористиле за да го разјаснат механизмот "Блендфорд-Знајек", со кој црните дупки можат да напојуваат некои квазари и активни галактички јадра.
Торн го истражувал квантното статистичкои механичко потекло на ентропијата на црната дупка. Со своето подокторско истражување Војќех Зурек, тој покажал дека ентропијата на црната дупка е логаритам од бројот на начини на кои дупката може да биде направена.
Со Игор Новиков и Дон Пејџ тој ја развил општата релативистичка теорија на тенки акумулирани дискови околу црните дупки, а користејќи ја оваа теорија тој заклучил дека со удвојување на нејзината маса со таква акумулација, црна дупка ќе се врти до 0,998 од максимално вртење дозволено со општата релативност, но не и подалеку. Ова е веројатно максималното дозволено вртење на црните дупки во природата.
Црвоточини и патување низ времето мини|200x200пкс Торн и неговите соработници од Калтех спровеле научни истражувања, за тоа дали законите на физиката дозволуваат просторот и времето да бидат мултиплицирано поврзани (можат ли да постојат класични, преодни црвоточини и "временски машини"?). Со Сунг-Вон Ким, Торн го идентификувал универзалниот физички механизам (експлозивен раст во вакуумска поларизација на квантните полиња), кој може секогаш да го спречи вселенското време да развие затворени временски криви (т.е. спречува патување назад).
Со Мајк Морис и Улви Јуртсевер тој покажал дека Лоренцијановите црвоточини можат да постојат во структурата на просторвремето, само ако се наведувани од квантните полиња во квантни состојби кои ја нарушуваат просечната нулта енергетска состојба (т.е. имаат негативна ренормализирана енергија, разширена низ доволно голема област). Ова активирало истражување, за да се истражи способноста на квантните полиња да поседуваат таква проширена негативна енергија. Неодамнешните пресметки на Торн укажувале на тоа дека едноставните маси кои поминуваат низ преодните црвоточини никогаш не би можеле да генерираат парадокси - нема почетна состојба што води до парадокс, штом еднаш се воведе патување низ времето. Ако неговите резултати можат да бидат генерализирани, тие би сугерирале дека ниту еден од претпоставените парадокси, формулирани во приказните за патување низ времето, всушност, не може да се формулира на прецизно физичко ниво: а тоа е, дека секоја ситуација во приказната за патување низ времето, излегува дека дозволува многу конзистенти решенија.
Релативистички ѕвезди, мултиполови моменти и други напори