جوزيف ويبر

كان جوزيف ويبر (17 مايو 1919 - 30 سبتمبر 2000) فيزيائيًا أمريكيًا . وقد ألقى أول محاضرة عامة حول المبادئ الكامنة وراء الليزر والميزر ، وطور أول كاشفات للموجات الثقالية ، والمعروفة باسم قضبان ويبر .

وقت مبكر من الحياة

وُلد جوزيف ويبر في باترسون، نيو جيرسي ، في 17 مايو 1919، وهو أصغر أربعة أبناء لوالدين يهوديين مهاجرين يتحدثان اليديشية. [ 4 ] كان اسمه "يونا" حتى التحق بالمدرسة الابتدائية. [ 5 ] لم يكن لديه شهادة ميلاد، وقد اتخذ والده لقب "ويبر" ليتوافق مع جواز سفر متاح للهجرة إلى الولايات المتحدة. وهكذا، لم يكن لدى جو ويبر ما يثبت نسبه أو اسمه الحقيقي، مما سبب له بعض الصعوبات في الحصول على جواز سفر في ذروة حملة مكافحة الشيوعية .

عندما كان في الخامسة من عمره، صدمته حافلة، وفقد القدرة على الكلام. بعد أن تعلم الكلام مرة أخرى، اختفت لكنته المتأثرة باللغة اليديشية وحلت محلها لكنة معالج النطق الأمريكي. [ 6 ]

التعليم المبكر

تلقى ويبر تعليمه في مدارس باترسون الحكومية (ودرس في مدرسة باترسون تلمود توراة[ 5 ] وتخرج في سن السادسة عشرة من "دورة الفنون الميكانيكية" في مدرسة باترسون إيستسايد الثانوية في يونيو 1935. [ 7 ] [ 8 ] بدأ دراسته الجامعية في جامعة كوبر يونيون ، ولكن لتوفير نفقات السكن والإقامة على عائلته، حصل على قبول في الأكاديمية البحرية الأمريكية من خلال امتحان تنافسي. وتخرج من الأكاديمية عام 1940. [ 9 ]

خدم على متن سفن البحرية الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية، وترقى إلى رتبة ملازم أول . كان ويبر ضابط سطح السفينة على متن حاملة الطائرات يو إس إس ليكسينغتون عندما تلقت السفينة نبأ الهجوم على بيرل هاربر . في معركة بحر المرجان ، أغرقت حاملة الطائرات التي كان يقودها حاملة الطائرات اليابانية شوهو ، وتعرضت بدورها لأضرار بالغة في 8 مايو 1942. لطالما أمتع ويبر طلابه بقصة كيف أضاءت ليكسينغتون وهي تغوص تحت الأمواج.

وفي وقت لاحق، تولى قيادة سفينة مطاردة الغواصات SC-690، أولاً في منطقة البحر الكاريبي، ثم في البحر الأبيض المتوسط. وفي هذا الدور، شارك في غزو صقلية في شاطئ جيلا، في يوليو 1943. [ 9 ]

درس الإلكترونيات في كلية الدراسات العليا البحرية في الفترة من 1943 إلى 1945، ومن عام 1945 إلى عام 1948، ترأس قسم تصميم التدابير الإلكترونية المضادة لمكتب السفن التابع للبحرية في واشنطن العاصمة . [ 9 ] استقال من البحرية برتبة ملازم أول في عام 1948 ليصبح أستاذاً للهندسة.

بداية المسيرة المهنية بعد الخدمة البحرية؛ تطوير جهاز MASER

في عام ١٩٤٨، انضم إلى هيئة التدريس الهندسية بجامعة ميريلاند، كوليدج بارك . وكان من شروط تعيينه أن يحصل سريعًا على درجة الدكتوراه. وهكذا، أجرى دراساته للدكتوراه، في مجال مطيافية الموجات الميكروية ، ليلًا، بينما كان بالفعل عضوًا في هيئة التدريس. أكمل الدكتوراه، بأطروحة بعنوان " تقنية الموجات الميكروية في الحركية الكيميائية" ، من الجامعة الكاثوليكية الأمريكية عام ١٩٥١. واستنادًا إلى خبرته البحرية في هندسة أنابيب الموجات الميكروية، طور فكرة انبعاثات الموجات الميكروية المتماسكة. [ ١٠ ] قدم ورقة بحثية عام ١٩٥١ لمؤتمر أبحاث أنابيب الإلكترون الذي عُقد في أوتاوا في يونيو ١٩٥٢ ، [ ١١ ] والذي كان أول محاضرة عامة حول المبادئ الكامنة وراء الليزر والميزر . بعد هذا العرض، طلبت شركة آر سي إيه من ويبر إلقاء ندوة حول هذه الفكرة، وطلب منه تشارلز هارد تاونز نسخة من الورقة. [ ١٢ ] كان تاونز يعمل على نفس المنوال، وكذلك نيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف . [ 13 ] على الرغم من ترشيح ويبر بشكل مشترك لجائزة نوبل في الفيزياء عامي 1962 و1963 لمساهماته في تطوير الليزر، [ 14 ] إلا أن تاونز وباسوف وبروخوروف هم من حصلوا على جائزة نوبل عام 1964، "لعملهم الأساسي في مجال الإلكترونيات الكمومية، والذي أدى إلى بناء المذبذبات والمضخمات القائمة على مبدأ الليزر-الميزر". [ 15 ]

العمل على اكتشاف موجات الجاذبية

دفعه اهتمامه بالنظرية النسبية العامة إلى استغلال إجازة تفرغ علمي في الفترة 1955-1956، بتمويل من زمالة غوغنهايم ، لدراسة الإشعاع الثقالي مع جون أرشيبالد ويلر في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، نيوجيرسي ، ومعهد لورنتز للفيزياء النظرية في جامعة ليدن بهولندا. [ 9 ] في ذلك الوقت، لم يكن وجود الموجات الثقالية مقبولاً على نطاق واسع. في عام 1957، حضر مؤتمراً وصف فيه ريتشارد فاينمان " حجة الخرزة اللاصقة" ، وهي تجربة فكرية حول كيفية رصد هذه الموجات. [ 16 ] ثم نشر ويبر بحثه الأول حول كيفية بناء كاشف للموجات الثقالية في عام 1959، تلاه بحث ثانٍ في العام التالي، وفي عام 1961 انضم إلى قسم الفيزياء في جامعة ميريلاند كأستاذ متفرغ، حيث شرع في العام نفسه في تطوير كاشف للموجات الثقالية. [ 17 ]

بدأ تشغيل أول جهاز كشف له ( قضيب ويبر ) في عام 1965، وبدأ بنشر نتائج تجاربه في عام 1966. [ 16 ] وفي مؤتمر النسبية العامة عام 1969، أعلن أنه اكتشف موجات الجاذبية. [ 18 ] [ 19 ]

في عام 1972، أرسل جهازًا لكشف موجات الجاذبية إلى القمر (مقياس الجاذبية السطحي القمري، وهو جزء من حزمة تجارب أبولو السطحية القمرية ) على متن مهمة أبولو 17 القمرية. [ 20 ] [ 21 ]

تم دحض مزاعم رصد الموجات الثقالية.

في سبعينيات القرن العشرين، فُقدت مصداقية نتائج تجارب الموجات الثقالية هذه إلى حد كبير، على الرغم من استمرار ويبر في التأكيد على أنه رصد موجات ثقالية. [ 22 ] ولاختبار نتائج ويبر، بنى الفيزيائي ريتشارد غاروِن، من شركة IBM، كاشفًا مشابهًا لكاشف جوزيف ويبر. وفي غضون ستة أشهر، لم يرصد الكاشف سوى نبضة واحدة، والتي كانت على الأرجح ضوضاء. [ 23 ] واكتشف الفيزيائي ديفيد دوغلاس خطأً في برنامج ويبر الحاسوبي، والذي زعم أنه أنتج إشارات الموجات الثقالية اليومية التي ادعى ويبر رصدها. فقد أخذ الدكتور ويبر في الحسبان وجود ضوضاء ذات سعة عشوائية، لكنه لم يأخذ في الحسبان وجود طور عشوائي. وبسبب هذا الخطأ، بدت الإشارة وكأنها تظهر من بين الضوضاء. وواجه غاروِن ويبر بهذه المعلومات بشدة في مؤتمر كامبريدج الخامس حول النسبية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في يونيو 1974. ثم جرى تبادل سلسلة من الرسائل في مجلة "فيزياء اليوم" . أكد غاروين أن نموذج ويبر "مجنون، لأن الكون سيحول كل طاقته إلى إشعاع جاذبي في غضون 50 مليون سنة تقريبًا، إذا كان المرء يرصد بالفعل ما رصده جو ويبر". وصرح غاروين قائلًا: "ويبر من النوع الذي لم يقل قط: 'لا، لم أرَ موجة جاذبية قط'. وللأسف، فإن المؤسسة الوطنية للعلوم ، التي مولت ذلك العمل، ليست على قدر كافٍ من الشجاعة لتصحيح الوضع، وهو ما كان ينبغي عليها فعله". [ 24 ] في عام 1972، بنى هاينز بيلينغ وزملاؤه في معهد ماكس بلانك للفيزياء كاشفًا مشابهًا لكاشف ويبر في محاولة للتحقق من ادعائه، لكنهم لم يعثروا على أي نتائج. [ 25 ] في عام 1987، فقد ويبر تمويله الرئيسي بعد أن كتب غاروين رسائل إلى المؤسسة الوطنية للعلوم اقترح فيها وقف تمويل المشروع. وواصل ويبر أبحاثه طوال حياته بجمع التبرعات بنفسه. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

اكتشاف موجات الجاذبية بواسطة مرصد ليغو

في 11 فبراير 2016، عقد فريقا التعاون العلمي LIGO والتعاون Virgo مؤتمرًا صحفيًا للإعلان عن اكتشافهما المباشر لموجات الجاذبية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين ، في رأس السنة العبرية 2015 ( ذكرى وفاة ويبر )، باستخدام أجهزة الكشف المتقدمة LIGO. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] خلال الإعلان، أشاد العديد من المتحدثين بويبر باعتباره مؤسس هذا المجال، بمن فيهم كيب ثورن ، الذي شارك في تأسيس LIGO وكرّس جزءًا كبيرًا من حياته المهنية للبحث عن موجات الجاذبية. وفي وقت لاحق، صرّح ثورن لصحيفة واشنطن بوست : "إنه حقًا الأب المؤسس لهذا المجال". [ 32 ] كانت زوجة ويبر الثانية، عالمة الفلك فيرجينيا تريمبل ، جالسة في الصف الأمامي من الحضور خلال المؤتمر الصحفي لـ LIGO. في مقابلة مع مجلة ساينس لاحقة، سُئلت تريمبل عما إذا كان ويبر قد رأى بالفعل موجات الجاذبية، فأجابت: "لا أعرف. لكنني أعتقد أنه لو كانت هناك تقنيتان متقدمتان، لكانتا قد دفعتا بعضهما البعض، كمتعاونتين لا كمتنافستين، وربما كان ذلك سيؤدي إلى رصدها في وقت أقرب." [ 33 ]

العمل على اكتشاف النيوترينو

أثناء دفاعه عن أبحاثه حول رصد موجات الجاذبية، بدأ ويبر أبحاثًا ذات صلة برصد النيوترينوات . بافتراض صلابة بلورية لا نهائية، حسب ويبر إمكانية رصد النيوترينوات باستخدام بلورات الياقوت ، ونشر نتائج تجريبية حول تشتت النيوترينوات مع هذه البلورات. [ 34 ] كما حصل ويبر على براءة اختراع لفكرة استخدام البلورات المهتزة لتوليد النيوترينوات. تناقضت نتائج تجاربه مع نتائج تجارب سابقة ولاحقة، لكن نظريات ويبر حول النيوترينوات لا تزال قيد الاختبار. [ 34 ]

إرث

على الرغم من أن محاولاته لاكتشاف موجات الجاذبية باستخدام كاشفات القضبان تُعتبر فاشلة، إلا أن ويبر يُعتبر على نطاق واسع رائد جهود اكتشاف موجات الجاذبية، بما في ذلك مرصد ليغو (LIGO) ومشروع ميني غريل (MiniGrail ) والعديد من برامج أبحاث موجات الجاذبية عالية التردد (HFGW) حول العالم. وقد احتوت دفاتره على أفكارٍ لمقاييس التداخل الليزرية؛ وفي وقت لاحق، قام طالبه السابق روبرت فوروارد ببناء أول كاشف من هذا النوع في مختبرات هيوز للأبحاث.

كان جو ويبر أول من... بعد عملنا معًا في لايدن، انخرط في دراسة الموجات الثقالية بحماسٍ شديد، وكرّس حياته المهنية لدراستها. أحيانًا أتساءل إن كنت قد غرست في ويبر حماسًا مفرطًا لمثل هذه المهمة بالغة الصعوبة. سواءً كان هو أول من اكتشف الموجات الثقالية في النهاية، أو شخص آخر، أو فريق آخر، لا يهم كثيرًا. في الواقع، سيستحق هو الفضل في ريادة هذا المجال. لم يجرؤ أحد على البحث عن الموجات الثقالية حتى أثبت ويبر أنها ممكنة.

جون أرشيبالد ويلر ، الجيونات، والثقوب السوداء، والرغوة الكمومية: حياة في الفيزياء ، [ 35 ] ص 257-258.

يدرك مجتمع أبحاث الموجات الثقالية بأكمله أنه الأب الحقيقي لهذا البحث. وأعتقد أن الشعور السائد هو ندمهم على عدم تكريمه بشكل أكبر في أواخر حياته، لأنه كان مقتنعًا تمامًا بأنه قد رأى الموجات الثقالية بالفعل، لدرجة أن كل فرصة لتكريمه كانت تُستغل كمنصة لنشر هذه الفكرة التي "لقد رأيناها بالفعل"، والتي قوبلت برفض واسع. حتى أولئك الذين أدركوا أنهم لن يتمكنوا من إنتاج مرصد ليغو وغيره من الإنجازات إذا مُنح منصة واسعة ليقول "ليس من الضروري فعل ذلك لأنه قد تم بالفعل"، يُقرّون بأن هذا الجهد برمته ما كان ليبدأ لولا أنه أثبت للعالم إمكانية أخذ الموجات الثقالية على محمل الجد. قبله، لم يفعل أحد ذلك. نظر إليها آينشتاين وتجاهلها، وكذلك فعل آخرون. قالوا نعم، ينبغي أن تكون موجودة، لكن لا يمكن قياسها، لذا توقفوا عن التفكير فيها.

تشارلز دبليو ميسنر ، "مقابلة مع تشارلز ميسنر أجراها كريستوفر سمي"، [ 36 ]

قبل ويبر، لا أعتقد أن أحداً قد أمضى أكثر من 10 دقائق في محاولة فهم كيفية اكتشاف موجات الجاذبية في المختبر ... كان بناء (LIGO) أمراً صعباً للغاية، لدرجة أنه لو بدأ بعد 10 سنوات، لكان قد اصطدم بجدار سياسي ... ربما كان سيمر قرن آخر قبل أن يكتشف أي شخص موجات الجاذبية.

تشارلز دبليو ميسنر ، "ملاحظات في حفل افتتاح حديقة ويبر التذكارية خارج مجمع العلوم الفيزيائية في جامعة ميريلاند، 12 مارس 2019"، [ 37 ]

تم تسمية جائزة جوزيف ويبر للأجهزة الفلكية تكريماً له.

الحياة الشخصية

انتهى زواجه الأول من زميلته في المدرسة الثانوية أنيتا ستراوس بوفاتها عام 1971. أما زواجه الثاني فكان من عالمة الفلك فيرجينيا تريمبل . [ 9 ] أنجب أربعة أبناء (من زواجه الأول)، وستة أحفاد.

توفي جوزيف ويبر في 30 سبتمبر 2000 في بيتسبرغ، بنسلفانيا ، أثناء تلقيه العلاج من سرطان الغدد الليمفاوية الذي تم تشخيصه قبل حوالي ثلاث سنوات. [ 5 ]

مراجع

  1. مشروع توثيق مقبرة الأكاديمية البحرية الأمريكية: نموذج جرد المقبرة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-04-2016.
  2. "أرشيف زملاء الجمعية الفيزيائية الأمريكية" . الجمعية الفيزيائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2019 .
  3. فهرس اتحاد مكتبة واشنطن للأبحاث . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-11-2016.
  4. هيئة التدريس. مجتمع من العلماء: أعضاء هيئة التدريس والأعضاء في معهد الدراسات المتقدمة 1930-1980 . مؤرشف في 24 نوفمبر 2011 على موقع Wayback Machine ، صفحة 429. معهد الدراسات المتقدمة ، 1980. تاريخ الوصول: 22 نوفمبر 2015. "ويبر، جوزيف 55 وما بعدها، 62-63، 69-70 ماجستير (علوم طبيعية)، فيزياء. مواليد 1919، باترسون، نيوجيرسي."
  5. 1 2 3 "جوزيف ويبر (1919 - 2000)" . baas.aas.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2019 .
  6. إحداث تغييرات جذرية | مجلة تيرب - جامعة ميريلاند
  7. مجلة باترسون إيستسايد الثانوية، 1935. الجمعية التاريخية اليهودية لشمال نيوجيرسي، مجموعة كتب التخرج للمدارس الثانوية. باترسون، نيوجيرسي. ص 67. 
  8. «عالم يبحث بشغف عن دليل على وجود موجات الجاذبية درس هنا» ، صحيفة ذا نيوز ، 3 أكتوبر 1963. تاريخ الوصول: 23 مارس 2021، عبر موقع Newspapers.com . «يجري البحث عنها من مبنى تحت الأرض معزول في الجامعة، بقيادة الدكتور جوزيف ويبر، وهو خريج سابق من جامعة باترسون وخريج مدرسة إيست سايد الثانوية».
  9. 1 2 3 4 5 أرشيف دفعة 1940 من الأكاديمية البحرية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-02-2015.
  10. مقابلة تاريخية شفهية أجراها المعهد الأمريكي للفيزياء مع جوزيف ويبر عام 1983
  11. قاعة مشاهير الابتكار
  12. بيرتولوتي، ماريو (2015)، الميزرات والليزر، الطبعة الثانية: مقاربة تاريخية ، مطبعة سي آر سي، الصفحات 89-91 ، رقم ISBN  978-1-4822-1780-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مارس 2016
  13. تشارلز إتش. تاونز – محاضرة نوبل
  14. "قاعدة بيانات الترشيحات" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 21 نوفمبر 2016 .
  15. "جائزة نوبل في الفيزياء 1964" .
  16. 1 2 مرصد موجات الجاذبية باستخدام مقياس التداخل الليزري وأول رصد مباشر لموجات الجاذبية
  17. جوزيف ويبر | فيزياء اليوم - منشورات معهد الفيزياء الأمريكي
  18. 8 فبراير 1967: جوزيف ويبر يقدم أول ورقة بحثية عن الموجات الثقالية إلى مجلة PRL
  19. "مجموعة: أوراق جوزيف ويبر | المجموعات الأرشيفية" . archives.lib.umd.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أغسطس 2020 .
  20. مقياس جاذبية سطح القمر
  21. جيجانتي، جيه جيه؛ وآخرون (1973). "تجربة مقياس الجاذبية على سطح القمر" (ملف PDF) . تقرير أبولو 17 العلمي الأولي SP-330. 
  22. بدايات علم اجتماع الموجات الثقالية
  23. مارسيا بارتوسياك ، سيمفونية أينشتاين غير المكتملة ، دار جوزيف هنري للنشر ، 2000، ص 102
  24. ^ جاروين ، ريتشارد (23 أكتوبر 1986). "التاريخ الشفهي: ريتشارد جاروين - الجلسة الأولى" . أجرى المقابلة فين أسرود. يوركتاون هايتس، نيويورك: المعهد الأمريكي للفيزياء.
  25. «هاينز بيلينغ، رائد علم الفلك الحاسوبي وموجات الجاذبية، يحتفل بعيد ميلاده المئة» . بنجامين كنيسبيل . GEO600.org. 7 أبريل 2014. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 22 فبراير 2016 .
  26. الرجل الذي كان من الممكن أن يفوز بجائزة نوبل
  27. كارول، كريس (18 أغسطس 2016). "صنع الأمواج" . TERP . تم الاسترجاع في 9 ديسمبر 2018 .
  28. ليفين، جانا (11 أبريل 2016). "كيف تحولت تموجات الجاذبية لجوي ويبر إلى مجرد ضوضاء" . إيون .مقتطف من كتاب "بلوز الثقب الأسود وأغانٍ أخرى من الفضاء الخارجي" . دار أنكور للنشر. ٢٠١٧. رقم ISBN 978-0-307-94848-9. OCLC 952790930 . 
  29. كاستلفيكي، دافيد؛ ويتز، ويتز (11 فبراير 2016). "تم العثور أخيرًا على موجات الجاذبية لأينشتاين" . أخبار الطبيعة . doi : 10.1038/nature.2016.19361 . S2CID 182916902. تاريخ الاسترجاع: 11 فبراير 2016 . 
  30. بي بي أبوت وآخرون (مجموعة ليغو العلمية ومجموعة فيرجو) (2016). "رصد موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين". رسائل المراجعة الفيزيائية . 116 (6) 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102 . PMID 26918975. S2CID 124959784 .   
  31. «اكتشاف موجات الجاذبية بعد 100 عام من تنبؤ أينشتاين | مؤسسة العلوم الوطنية (NSF)» . www.nsf.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 يونيو 2020. تاريخ الاطلاع: 11 فبراير 2016 .
  32. أشنباخ، جويل (12 فبراير 2016). "نجاح مرصد ليغو بُني على العديد من الإخفاقات" . صحيفة واشنطن بوست . تاريخ الاسترجاع: 9 ديسمبر 2018 .
  33. تشو، أدريان (15 فبراير 2016). "إحياء ذكرى جوزيف ويبر، الرائد المثير للجدل في مجال الموجات الثقالية" . مجلة ساينس .
  34. 1 2 آلان فرانكلين (2010). "موجات الجاذبية والنيوترينوات: الأعمال اللاحقة لجوزيف ويبر" (ملف PDF) . وجهات نظر في العلوم . 18 (2): 119-151 . doi : 10.1162/posc.2010.18.2.119 . S2CID 15241606. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 14 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2017 . 
  35. ويلر، جون أرشيبالد؛ فورد، كينيث (1998). الجيونات، والثقوب السوداء، والرغوة الكمومية: حياة في الفيزياء . نيويورك: دبليو دبليو نورتون وشركاه. ISBN 0-393-04642-7.
  36. ميسنر، تشارلز؛ سمينك، كريستوفر (22 مايو 2001). "مقابلة مع تشارلز ميسنر أجراها كريستوفر سمينك" . جامعة ولاية بنسلفانيا: مكتبة وأرشيف نيلز بور، المعهد الأمريكي للفيزياء.
  37. كارول، كريس (12 مارس 2019). "حديقة الجاذبية: تكريم رائد أبحاث موجات الجاذبية اليوم بنصب تذكاري خارج مجمع العلوم الفيزيائية" . ميريلاند توداي . مؤرشف من الأصل في 26 أغسطس 2019. تم الاطلاع عليه في 13 مارس 2019 .