WHEELER JOHN ARCHIBALD (1911-2008)

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Le physicien américain John Archibald Wheeler, né le 9 juillet 1911 à Jacksonville en Floride, est connu pour ses importantes contributions à la physique nucléaire et à la relativité générale.

Fils aîné d'un bibliothécaire, John Archibald Wheeler soutient sa thèse de doctorat à l'université Johns Hopkins de Baltimore (Maryland) en 1932. Après quelques mois à l'université de New York où il étudie avec Gregory Breit (1899-1981) la matérialisation de deux photons en un électron et un positron, il passe un an à Copenhague dans le groupe de Niels Bohr, puis est nommé professeur à Princeton. Lorsque Bohr rejoint les États-Unis en 1939, il confie à Wheeler que les physiciens allemands sont parvenus à provoquer la fission de noyaux d'uranium ; Bohr et Wheeler réunissent alors leurs efforts et donnent les premiers éléments d'une théorie de la fission nucléaire. Représentant le noyau comme une goutte de liquide, ils envisagent que, à la suite du choc d'un neutron, sa fission soit provoquée par les vibrations et les déformations qui s'ensuivent jusqu'à la rupture en plusieurs fragments.

En 1941, Wheeler rejoint le projet Manhattan de construction de l'arme nucléaire américaine. Contrairement à la plupart de ses collègues engagés dans cette recherche militaire de façon exceptionnelle, il continue après la guerre à travailler dans ce domaine tout en développant sa recherche académique. Il contribue en particulier au développement de la bombe H. C'est dans ce contexte qu'il commet une faute qui lui vaudra une réprimande officielle du président Eisenhower. En janvier 1953, il prend le train de nuit pour assister à une réunion à Washington et – en violation de toutes les règles de sécurité – emporte avec lui un rapport secret contenant des informations confidentielles sur la nécessité d'inclure du lithium 6 dans la charge nucléaire des bombes H et sur la façon de le produire. Le document disparaît pendant le sommeil de Wheeler et ne sera jamais retrouvé ! Dans l'autobiographie Geons, Black Holes and Quantum Foam, qu'il publie en 1999, Wheeler évoque avec une surprenante légèreté cet épisode, révélant un total manque d'autocritique. Entre-temps, il aura d'ailleurs soutenu le durcissement de la guerre du Vietnam et l'initiative de défense stratégique (la « guerre des étoiles ») du président Reagan.

À Princeton, Wheeler encadre de nombreux étudiants, dont le plus célèbre est le Prix Nobel Richard Feynman. Deux articles fameux en résultent : « L'Interaction avec un absorbeur comme mécanisme de rayonnement » et « L'Électrodynamique classique en termes d'action directe entre particules » qui préparent, en 1945 et 1949, la voie à l'interprétation de la physique quantique dans le formalisme de l'action stationnaire, développée peu après par Feynman. Celui-ci dira de Wheeler : « Certains pensent qu'il est devenu dingue [crazy] en vieillissant, mais il a toujours été dingue ! ».

En 1952, Wheeler introduit un cours de relativité générale dans le cursus de physique. Sous sa direction, Princeton devient un des pôles de la recherche en gravitation relativiste et participe au renouveau de cette discipline. Il contribue à l'étude de l'équation d'état des étoiles en fin d'évolution, mais s'oppose avec passion pendant des années à la notion de trou noir proposée par Robert Oppenheimer comme solution du destin de certains astres très massifs soumis à la contraction gravitationnelle. Il se fera ensuite le chantre des trous noirs, déclarant qu'ils nous enseignent « que l'espace peut être chiffonné comme une feuille de papier jusqu'à s'évanouir en un point infinitésimal, que le temps peut s'éteindre comme une flamme mourante, et que les lois de la physique n'ont rien de sacré ni d'immuable ».

Avec son étudiant Hugh Everett, il envisage en 1957 une interprétation nouvelle – et en fait totalement invraisemblable – de la mécanique quantique. Lorsqu'une mesure est effectuée sur une observable qui peut prendre plusieurs valeurs différentes, l'univers se sépare en univers parallèles où le résultat de la mesure prend chacune des valeurs possibles. L'idée fera florès parmi les auteurs de science-fiction et même parmi certains cosmologistes que l'idée de bon sens semble ne pas effleurer ; elle contribuera hélas aussi à l'image de savants fous attachée par certains aux physiciens qui s'attachent à comprendre les phénomènes où les lois de la physique classique ne s'appliquent pas. Étrangement, Wheeler ne co-signe pas l'article d'Everett mais publie dans la même revue une note explicative titrée « Évaluation de la formulation de la théorie quantique par Everett », dans laquelle il insiste sur la nouveauté conceptuelle de l'approche mais aussi sur le fait qu'elle n'amène aucune nouvelle conséquence pratique.

Mis à la retraite par l'université de Princeton en 1976, Wheeler accepte une chaire de professeur à l'université d'Austin au Texas. Il est décédé d'une pneumonie le 13 avril 2008 à son domicile de Highstone dans le New Jersey. Le volumineux traité Gravitation, écrit avec deux de ses anciens étudiants en 1973, est peut-être ce qu'il laisse de mieux comme héritage aux physiciens actuels.

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  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « WHEELER JOHN ARCHIBALD - (1911-2008) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/john-archibald-wheeler/