Opdag hans unikke historie i dette blogindlæg. Han er en af grundpillerne i elementarpartikelteorien!
Hvem er Alan Guth?
Alan Guth er en teoretisk fysiker og kosmolog, der er bedst kendt for sit arbejde med elementarpartikelteori, og hvordan partikelteori kan anvendes på det tidlige univers, og især for ideen, som han udviklede omkring 1980, om kosmisk inflation og det inflationære univers, ideen om, at det tidlige univers gennemgik en fase med eksponentiel ekspansion kort efter Big Bang, drevet af en positiv energitæthed i vakuum.
Alan Harvey Guth blev født den 27. februar 1947 i den lille by New Brunswick, New Jersey, i USA, af et jødisk middelklassepar, Hyman og Elaine Guth, som ejede en lille købmandsbutik og et renseri. Hans tidlige barndom var ikke bemærkelsesværdig, selv om han viste en stærk evne for matematik. Efter at have gået på flere offentlige skoler sprang han sit sidste år over for at tilmelde sig et femårigt program på Massachusetts Institute of Technology (MIT), til dels fordi han frygtede at blive indkaldt til Vietnamkrigen, som han var stærkt imod. Han fik sin bachelor- og kandidatgrad i 1969 og en doktorgrad i 1972.
I 1971 blev han gift med sin gymnasiekæreste, Susan Tisch, og de fik to børn: Lawrence (1977) og Jennifer (1983). Efter eksamen kæmpede Guth imidlertid med at finde et fast job, delvis på grund af den intense konkurrence om universitetsprofessorater på grund af babyboomet, og han tilbragte ni år med at rejse rundt i landet i midlertidige fysikrelaterede postdoc-jobs, herunder Princeton (1971 til 1974), Columbia (1974 til 1977), Cornell (1977 til 1979) og Stanfords Linear Accelerator Center (1979 til 1980).
På Princeton koncentrerede han sig i første omgang om partikelfysik, især studiet af kvarker, de elementarpartikler, der udgør protoner og neutroner. Men hans forskning blev forældet med udviklingen af teorien om kvantekromodynamik, som ironisk nok blev udviklet lige der på Princeton, uden Guths viden, og som gav kvarkerne en særlig ny egenskab kaldet „farve‟.
I 1974, på Columbia, vendte Guth sig mere mod kosmologi og kosmogenese og især mod arbejdet med magnetiske monopoler (enpolede magneter, som oprindeligt var blevet forudsagt i teorien af James Clerk Maxwells ligninger, men som endnu ikke var blevet opdaget i det virkelige univers). Guth foreslog, at processen med spontane symmetribrud i det tidlige univers, beskrevet af Steven Weinbergs „elektrosvage teori‟, kunne frembringe meget små diskontinuiteter med egenskaber som magnetiske monopoler.
Han begyndte at udvikle sin teori om kosmisk inflation, mens han var på Cornell i 1978, hvor han ledte efter løsninger på „fladhedsproblemet‟ i Big Bang-modellen af universet og det problem, han selv havde identificeret, det tilsyneladende fravær af magnetiske monopoler. Igen støttede han sig til Steve Weinbergs tidligere arbejde, nemlig hans Grand Unified theory (et forsøg på at forene de elektromagnetiske, svage og stærke kernekræfter).
Guths løsningsforslag til disse problemer involverer en meget kort, men meget hurtig periode med underafkøling under en forsinket faseovergang, som producerer et „falsk vakuum‟ (en midlertidig ustabil tilstand med den lavest mulige energitæthed). Guth opdagede, at henfaldet af det falske vakuum i begyndelsen af universet kunne give fantastiske resultater, herunder hurtig udvidelse med stadig højere hastigheder, som han kaldte kosmisk inflation.
Den utroligt store udvidelse af universet forårsaget af inflation „løste‟ både Robert Dickes‛ fladhedsproblem og Guths monopolproblem. Men det løste også Big Bang-teoriens „horisontproblem‟ (den nylige observation af, at den kosmiske baggrundsstråling så ud til at være ekstremt ensartet i hele universet med næsten nul varians, hvilket var paradoksalt, fordi der ikke burde have været tid nok på tidspunktet for skabelsen af den kosmiske baggrundsstråling til, at den ene ende af kosmos kunne have været i kommunikation med den anden ende). Ifølge Guths teori om inflation eksploderede universet imidlertid så hurtigt, at der ikke var tid til at bryde den essentielle homogenitet, og universet efter inflationen ville derfor have været meget ensartet, selv om delene endnu ikke var i kontakt med hinanden.
Guth fremlagde første gang sine ideer om kosmisk inflation på et seminar på Stanfords Linear Accelerator Center i begyndelsen af 1980 og gik fra at bekymre sig om sine jobmuligheder til at blive overøst med tilbud fra den ene dag til den anden. Han vendte tilbage til MIT i 1980 og blev professor i fysik i 1986.
I et stykke tid kunne han dog ikke finde en måde at stoppe inflationen på (så stjerner og galakser kunne dannes), ofte omtalt som „graceful exit‟-problemet, og han betragtede sin egen teori som en fiasko af den grund. Men efter at have læst en artikel af den russiske fysiker Andrei Linde (som havde arbejdet med problemet uafhængigt) og yderligere arbejde af Paul Steinhardt (som også havde arbejdet med graceful exit-problemet) i slutningen af 1981, begyndte han at udveksle artikler med disse andre teoretikere og hjalp hinanden med at udvikle teorien om inflation, og der har været mange yderligere forbedringer og revisioner siden Guths oprindelige model.
For nylig har Guth givet udtryk for sin tro på, at vores univers blot er et af utallige universer, der er blevet til som en del af et multivers. Ifølge denne teori slutter den kosmiske inflation aldrig, men fortsætter med at udvide sig med en eksponentiel hastighed, hvor yderligere universer konstant skabes som „bobler‟ i inflationsprocessen (på nogle måder svarer denne teori til Fred Hoyles miskrediterede steady-state teori). Han mener, at hele kosmos blev skabt af kvantefluktuationer ud af ingenting (hvilket han siger er perfekt foreneligt med loven om bevarelse af energi, da den samlede værdi af energi forbliver nul) og er citeret for at sige, at „universet er den ultimative gratis frokost‟.
Guth fortsætter med at holde foredrag på Massachusetts Institute of Technology (MIT) og har skrevet mere end 60 tekniske artikler om virkningerne af kosmisk inflation og dens interaktioner med partikelfysik. Han har vundet adskillige priser og medaljer, bl.a. International Center for Theoretical Physics Medal og Eddington Medal. Hans bog fra 1998, „The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins‟, blev en populær bestseller.
Opdag vores følgende artikel: Hvem var Alexandre Friedmann?