基普·索恩

基普·斯蒂芬·索恩（英語：Kip Stephen Thorne，1940年6月1日－）是美國理論物理學家，主要貢獻是在引力物理和天體物理學領域。2009年以前一直擔任加州理工大學費曼理論物理學教授，是當今世界上研究在天體物理學領域的廣義相對論理論與實驗的領導者之一。

基普·索恩 Kip Thorne
圖片來源：2017諾貝爾物理獎——無遠弗屆、鉅細靡遺 全方位的重力波探測
出生	(1940-06-01) 1940年6月1日 美國猶他州洛根
國籍	美國
母校	加州理工大學（學士） 普林斯頓大學（博士）
機構	加州理工大學
知名於	索恩－祖特闊夫天體 索恩-霍金-普雷斯基爾賭局 LIGO
研究領域	天體物理學 重力波天文學
獎項	阿爾伯特·愛因斯坦獎章（2009年） 基礎物理學特別突破獎（2016年） 邵逸夫天文學獎（2016年） 諾貝爾物理學獎（2017年）

索恩因對LIGO探測器及引力波探測的決定性貢獻而與萊納·魏斯及巴里·巴利許共同獲得2017年諾貝爾物理學。

圖片來自 APS News：Virgo Joins LIGO in Detection of Gravitational Waves

目錄

主要研究貢獻

重力波和LIGO

• 愛因斯坦在 1915-1916 年左右發表廣義相對論（general relativity）時，提出了重力波理論，取代了牛頓萬有引力定律。廣義相對論之中，萬有引力，即重力，不再被描述為一種力。廣義相對論指出，質量和能量會令時空扭曲，而彎曲了的時空又會改變物質的軌跡。重力，原來是物體在四維時空凹陷的位置「墜落」的錯覺。

• 重力為時空發生彎曲的結果，而宇宙中發生的天體活動（黑洞互撞、中子星互撞等）會引起從源頭向外以光速傳播的波動現象，發生時空的「漣漪」，這就是所謂的重力波效應。

• 重力波能夠穿透電磁波所無法穿透的空間，過去科學家推測，重力波能夠幫助了解位於宇宙遠處的各種天體，例如黑洞，這類天體無法用光學望遠鏡和電子望遠鏡等傳統方式用「看的」觀測，但可能用重力波來達成（有點像用「聽」的）。

• 然而重力波相對於電磁波等基本波動而言非常微弱，困擾了無數的科學家，甚至包含愛因斯坦本人在內都不抱太大希望，一直要到 100 年後的 2015年，藉由 LIGO 和 Virgo 干渉儀的觀測（如圖），科學家才終於突破，發現了重力波。

黑洞宇宙學

• 索恩、伊戈爾·諾維考弗與唐恩·佩吉共同發展出黑洞吸積盤的廣義相對論性理論，應用這理論，他們估算，假若黑洞的質量因吸積而成長為先前的兩倍，則該黑洞的旋轉速度可增至高達廣義相對論所允許的旋轉速度的99.8%。由於吸積盤的發射電磁輻射、黑洞的吸收電磁輻射，這兩種機制都會產生反作用力矩，這是該黑洞的最大旋轉速度，這可能也是大自然所允許的最大黑洞旋轉速度，吸積的最大效率為30%。

蟲洞和時間旅行

• 卡爾·薩根在撰寫科幻小說《接觸未來》時，曾經請教索恩一些關於星際旅行的問題，這引起了索恩研究蟲洞的興趣。

• 索恩與兩位加州理工學院高材生麥克·莫利斯、額維·尤特西沃在《物理評論快報》發表了一篇論文《蟲洞、時間機器與弱能量條件》，在文中他們闡明，大多數蟲洞都不可供通行，可供通行的蟲洞必須使用某種反重力的奇異物質為洞壁的建材。

獲得諾貝爾物理學獎原因

• 2017年諾貝爾物理獎，一半授與萊納・魏斯（Rainer Weiss），另一半平分授與基普・索恩（Kip S. Thorne）以及 [[巴里·巴利許]（Barry C. Barish），以表彰他們預測愛因斯坦的最後預言——時空漣漪，重力波（gravitational wave）——及建立其探測器——位於美國的激光干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO）及位於歐洲的處女座干涉儀（VIRGO Interferometer）——的貢獻。

基普·索恩和霍金的「豪賭」

• 科學老頑童<星際穿越（Interstellar）>科學顧問 基普·索恩 熱衷和史蒂芬·霍金打賭。兩人有過好幾次 「豪賭」。他曾和霍金打賭三次：分別賭
  • 天鵝座X-1不是黑洞，
  • 宇宙中不存在裸奇點，
  • 黑洞 會摧毀一切信息。

三次「豪賭」霍金都輸了。三次打賭，索恩得到了霍金為他訂了一年的色情雜誌《閣樓》，（雖然索恩辯解稱他只想要看雜誌的「文章」，但還是被妻子臭罵了一通），一件包裹「裸體」的T恤衫，（霍金不甘心地在體恤上寫下「大自然討厭裸露」）。如今，他們的賭據還貼在索恩的辦公室牆上。

《星際穿越》的科學顧問

• 就是基普·索恩，直接促成了人類電影史上最逼真的黑洞。

視頻

重力波的探測

Interstellar（星際穿越）的物理原理