Evinizdeki bodrum katında bir evren yaratmak aslında güvenlidir.
Alan Harvey Guth, Amerikalı teorik fizikçi ve kozmologdur. Guth, temel parçacık teorisini ve parçacık teorisinin erken evren için uygulanabilirliğini araştırmıştır. Massachusetts Institute of Technology'de Victor Weisskopf Fizik Profesörüdür. Alexei Starobinsky ve Andrei Linde ile birlikte, kozmik enflasyon teorisini öncü olarak geliştirmesi nedeniyle 2014 Kavli Ödülü'nü kazanmıştır.
1968'de MIT'den fizik alanında mezun oldu ve master's ve doktora derecelerini de fizik alanında almak için orada kaldı.
Genç bir parçacık fizikçisi olarak, Guth 1979'da Cornell'de kozmik enflasyon fikrini geliştirdi ve Ocak 1980'de konu hakkında ilk seminerini verdi. Stanford Üniversitesi'ne geçen Guth, 1981'de kozmik enflasyon fikrini resmi olarak önerdi; bu, yeni doğmuş evrenin pozitif vakuum enerji yoğunluğu negatif vakuum basıncı tarafından yönlendirilen üstel bir genişleme fazından geçtiği fikridir. 2006'daki WMAP misyonunun sonuçları kozmik enflasyon için davayı çok ikna edici hale getirmiştir.
Erken yaşam ve eğitim
Guth, 1947'de New Jersey'nin New Brunswick şehrinde Yahudi bir aileye doğdu ve Raritan Nehri'nin karşı tarafında yer alan Highland Park'ta büyüdü; burada yerel devlet okullarına gitti. Highland Park Lisesi'ndeki üçüncü yılından sonra okuldan ayrıldı ve Massachusetts Institute of Technology'deki beş yıllık bir programa kaydoldu; burada iki yıl daha sonra lisans ve yüksek lisans derecesi alabilirdi. Guth, 1969'da lisans ve yüksek lisans derecesini ve 1972'de doktorasını aldı. 1971'de, lise aşkı Susan Tisch ile evlendi. İki çocukları vardır: 1977'de doğan Lawrence ve 1983'te doğan Jennifer.
Guth, 1971 ile 1974 arasında Princeton'da, 1974 ile 1977 arasında Columbia'da, 1977 ile 1979 arasında Cornell'de ve 1979 ile 1980 arasında Stanford Linear Accelerator Center SLAC'ta idi. Baby boom döneminin diğer birçok genç fizikçisi gibi, kalıcı bir iş bulma konusunda zorluk çekti, çünkü yardımcı profesörlük pozisyonları böyle işler arayan genç bilim insanlarından çok daha azdı; bu fenomen "kayıp bilginler nesli" olarak anılmıştır.
Kariyerinin başında, Guth fizik kozmolojisini değil parçacık fiziğini inceledi. Guth'un Princeton'daki en eski çalışması proton ve nötronları oluşturan temel parçacıklar olan kuarklar üzerine yapılan araştırmalardır. Columbia'da, Guth grand birleşim GUT'ları inceledi ve spontan simetri kırılması tarafından oluşturulan faz geçişlerine odaklandı. Çoğu GUT, spontan simetri kırılması sırasında manyetik monopollerin oluşturulmasını öngörmüştür, ancak hiç biri asla tespit edilmemiştir - monopol problemi.
Kariyer
Enflasyonist teori
Guth'un enflasyon teorisini geliştirmeye yönelik ilk adımı 1978'de Cornell'de Robert Dicke'nin evrenin düzlük problemi hakkında bir dersi dinlemesiyle meydana geldi. Dicke, düzlük probleminin o zamanki Big Bang teorisinden önemli bir şeyin eksik olduğunu nasıl gösterdiğini açıkladı. Evrenin kaderı yoğunluğuna bağlıydı. Evrenin yoğunluğu yeterince büyükse, bir tekilliğe çökerdi ve evrende maddenin gerçek yoğunluğu kritik yoğunluktan düşükse, evren giderek çok daha büyük hale gelirdi.
Guth'un yolundaki sonraki kısım 1979'un başlarında Steven Weinberg'in bir dersini dinlemesiyle geldi. Weinberg, 1974'ten beri geliştirilen Büyük Birleşik Teori GUT hakkında iki dersinde konuştu ve evrendeki madde miktarının antimadde miktarına kıyasla nasıl açıklayabileceğini anlattı. GUT, bilimde bilinen tüm temel kuvvetleri gravitasyonun dışında açıkladı. Çok sıcak koşullarda, Big Bang'den sonraki gibi koşullarda, elektromanyetizm, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvetin bir kuvvet oluşturmak için birleştirildiğini kurdu. Weinberg ayrıca yüksek enerjiden düşük enerjiye geçerken evrenin maddenin fazlarına benzer faz geçişleri içinden geçtiği fikrini vurgulayan kişiydi. Weinberg'in maddenin neden antimaddeden bu kadar baskın olduğu hakkındaki tartışması, Guth'a evrenin ilk birkaç saniyesini inceleyerek parçacıklar hakkında kesin hesaplamalar nasıl yapılacağını gösterdi.
Guth, bu sorunu gecikmiş bir faz geçişi sırasında aşırı soğutma önererek çözmemeye karar verdi. Bu, manyetik monopol problemini çözmek için çok umut verici görünüyordu. Guth ve işbirlikçisi Henry Tye bunu bulana kadar, Guth Stanford Linear Accelerator Center SLAC'a bir yıl gitmiş oldu. Tye, evrenin genişlemesinin aşırı soğutmadan etkilenmeyeceğini kontrol etmeleri gerektiğini önerdi. Aşırı soğutulan durum yanlış bir vakuumdur: Enerjinin en düşük olası yoğunluğunun durumu olması bakımından bir vakuumdur; "yanlış" kalıcı bir durum olmadığı için. Yanlış vakuumlar bozulur ve Guth, şaşırtıcı bir şekilde, evrenin başında yanlış vakuumun bozulmasının uzayın üstel bir genişlemesini üretmesi gerektiğini bulurdu. Bu, genişleme monopol yoğunluğunu orantılı olarak azalttığından monopol problemini çözmüştür.
Guth, teorisinden evrenin neden düz görünmesinin nedeni, orijinal boyutuna kıyasla kendisini böylesine ezici bir boyuta kadar büyütmüş olması olduğunu farkına vardı. Perspektif, Dünya'nın yüzeyinden görüldüğünde insan ölçeğinde görünen düzlüğe benzerdir. Gözlemlenebilir evren aslında gerçek evrenin çok küçük bir parçasıydı. Geleneksel Big Bang teorisi, omega değerlerini 1'e yakın buldu, çünkü 1'den herhangi bir sapma hızla çok çok daha büyük hale gelirdi. Enflasyon teorisinde, omega nerede başlarsa başlasın, evrenin genişleme ölçeği nedeniyle 1'e yaklaşırdı. Aslında, enflasyonist teorinin ana tahmini, omega'nın tam olarak 1 olarak bulunmasıdır.
Adına rağmen, Big Bang teorisi aslında bir patlamanın teorisi değildir. Bu gerçekte sadece bir patlamanın sonrasının teorisidir.
İki hafta sonra, Guth meslektaşlarını ufuk problemi olarak adlandırılan bir şeyi tartışırken duydu. Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson tarafından keşfedilen mikrodalga arka plan radyasyonu neredeyse hiç değişkenlik olmadan son derece tekdüze görünüyordu. Bu, radyasyon Big Bang'den yaklaşık 300.000 yıl sonra yayınlandığında, gözlemlenebilir evrenin çapı 90 milyon ışık yılı olmuşken, çok paradoksal görünüyordu. Evrenin bir ucunun diğer ucuyla iletişim kurması için zamanı yoktu, çünkü enerji ışık hızından daha hızlı hareket edemiyordu. Paradoks, Guth'un kısa sürede farkına vardığı gibi enflasyon teorisi tarafından çözüldü. Enflasyon Big Bang'in önceden söylediğinden çok daha az madde miktarı ile başladığından, tüm parçaların birbirleriyle temas halinde olacağı kadar küçük bir miktar. Evren daha sonra ışık hızının milyar katına karşılık gelen bir hızda şişti ve homojenite bozulmadan kaldı. Enflasyondan sonraki evren çok düzgün olurdu, parçaları artık birbirini etkileyemese de.
Guth, 1980 Ocağında SLAC'ta bir seminerde enflasyon fikirlerini ilk kez kamuoyuna yansıttı. GUT'un varsayımlarına dayanan manyetik monopolleri göz ardı etti, çünkü bunlar konuşmanın kapsamı dışındaydı. 1980 Ağustosunda, "Enflasyonist evren: Ufuk ve düzlük problemlerine olası bir çözüm" başlıklı makalesini Physical Review dergisine sundu. Bu makalede Guth, evrenin şişmesinin, evrenin bir faz değişikliği için gerekli kritik sıcaklıkların 28 mertebe altında aşırı soğutulmuş olması halinde açıklanabileceğini varsaydı.
Uzay kesinlikle ortalama bir kişinin muhtemelen farkına varacağından çok daha karmaşık bir şeydir. Uzay sadece işlerin olduğu boş bir arka plan değildir.
Aralık 1981'de, Guth, Moskova fizikçisi Andrei Linde'den gelen ve bütün evrenin sadece bir kabarcık içinde olduğunu söyleyen, bu nedenle hiçbir şeyin duvar çarpışmaları tarafından yok edilmediğini söyleyen bir makale okudu. Bu sonuç, başlangıçta Sidney Coleman ve Erick Weinberg tarafından önerilen enerji grafiğine sahip bir Higgs alanı kullanılarak yapılmıştır. Guth bunu, kabarcık enflasyonu üzerinde bağımsız olarak çalışan ancak düzlük problemini dikkate almayan Linde ile tartışmıştır. Linde ve Guth sonunda konu hakkında makaleler değiştiler.
1983'e kadar Guth, aşırı soğutulan evren senaryosunun böyle bir durumdan çıkış için "tetikleme mekanizması"nin "parametrelerin aşırı ince ayarlanması" gerektireceği için ideal olmadığını açıklayan bir makale yayımlamıştı ve daha doğal bir çözüm gerekli olduğunu hissettiyse de. Bununla birlikte, bu, evrenin erken yaşamında bir vakuumda üstel olarak genişlediği inancından onu caydırmadı.
Güncel ilgiler
Geçmişte Guth, kafes gösterge teorisi, manyetik monopoller ve instantonlar, Gott zaman makineleri ve teorik fizikte bir dizi başka konu incelemiştir. Guth'un mevcut çalışmasının çoğu, enflasyonun çeşitli versiyonlarından kaynaklanan yoğunluk dalgalanmalarını gözlemlere karşı test etmek için ekstrapolasyon yapmak ve "brane dünyası" modellerinde enflasyonu araştırmak içerir.
Guth, Massachusetts Institute of Technology MIT'de Victor F. Weisskopf Fizik Profesörüdür. Enflasyonun etkileri ve parçacık fiziği ile etkileşimleri ile ilgili 60'tan fazla teknik makale yazmıştır.
Onurlar ve ödüller
Uluslararası Teorik Fizik Merkezi, Trieste, İtalya Madalyası, Andrei Linde ve Paul Steinhardt ile birlikte ve 1996'daki Eddington Madalyası ve 2009 Isaac Newton Madalyası, İngiliz Fizik Enstitüsü tarafından ödüllendirilenler de dahil olmak üzere birçok ödül ve madalya kazanmıştır.
Temmuz 2012'de, fizikçi ve İnternet girişimcisi Yuri Milner'in yaratımı olan Fundamental Physics Prize'ın inaugurel ödüllerinden biriydi.
2014'te, Norveç Bilimler ve Harfler Akademisi tarafından verilen Kavli Ödülü'nün ortak alıcısıydı; Stanford Üniversitesi'nden Andrei Linde ve Landau Teorik Fizik Enstitüsü'nden Alexei Starobinsky ile birlikte; "kozmik enflasyon teorisini öncü olarak geliştirmeleri" nedeniyle. Aynı yıl, Guth American Academy of Achievement'ın Golden Plate Ödülü'nü aldı.
2005'te Guth, Boston Globe tarafından düzenlenen Boston'daki en dağınık ofis ödülünü kazandı. Meslektaşları tarafından onu temizlemeye zorlamayı umdukları halde giriştirildi, ancak Guth bu ödülden oldukça gururludur.
Yayınlar
- Guth, Alan 1997. The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Perseus Books.
- Guth, Alan Fall 2002. "Inflation and the New Era of High-Precision Cosmology" PDF. physics@mit. MIT Department of Physics.
