Ανακαλύψτε τη μοναδική ιστορία του σε αυτό το άρθρο του ιστολογίου. Είναι ένας από τους πυλώνες της θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων!
Ποιος είναι ο Alan Guth;
Ο Alan Guth είναι ένας θεωρητικός φυσικός και κοσμολόγος, περισσότερο γνωστός για το έργο του πάνω στη θεωρία στοιχειωδών σωματιδίων και για το πώς η θεωρία σωματιδίων μπορεί να εφαρμοστεί στο πρώιμο σύμπαν, και ειδικότερα για την ιδέα, την οποία ανέπτυξε γύρω στο 1980, του κοσμικού πληθωρισμού και του πληθωριστικού σύμπαντος, την ιδέα ότι το πρώιμο σύμπαν πέρασε από μια φάση εκθετικής διαστολής λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, καθοδηγούμενη από μια θετική ενεργειακή πυκνότητα του κενού.
Ο Alan Harvey Guth γεννήθηκε στις 27 Φεβρουαρίου 1947 στη μικρή πόλη New Brunswick του New Jersey, στις Ηνωμένες Πολιτείες, από ένα ζευγάρι Εβραίων της μεσαίας τάξης, τον Hyman και την Elaine Guth, που είχαν ένα μικρό παντοπωλείο και ένα στεγνοκαθαριστήριο. Τα πρώτα παιδικά του χρόνια δεν ήταν αξιοσημείωτα, αν και έδειξε μεγάλη κλίση στα μαθηματικά. Αφού φοίτησε σε διάφορα δημόσια σχολεία, παρέλειψε το τελευταίο έτος για να εγγραφεί σε ένα πενταετές πρόγραμμα στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), εν μέρει επειδή φοβόταν ότι θα επιστρατευόταν στον πόλεμο του Βιετνάμ, τον οποίο αποδοκίμαζε έντονα. Πήρε το πτυχίο του το 1969 και το μεταπτυχιακό του και το διδακτορικό του το 1972.
Το 1971 παντρεύτηκε την αγαπημένη του από το γυμνάσιο, Σούζαν Τισκ, και απέκτησαν δύο παιδιά: Λόρενς (1977) και Τζένιφερ (1983). Μετά την αποφοίτησή του, ωστόσο, ο Γκουθ δυσκολεύτηκε να βρει μόνιμη δουλειά, εν μέρει λόγω του έντονου ανταγωνισμού για τις θέσεις καθηγητών πανεπιστημίου λόγω του baby boom, και πέρασε εννέα χρόνια ταξιδεύοντας σε όλη τη χώρα σε προσωρινές μεταδιδακτορικές θέσεις σχετικές με τη φυσική, μεταξύ άλλων στο Πρίνστον (1971-1974), στο Κολούμπια (1974-1977), στο Κορνέλ (1977-1979) και στο Κέντρο Γραμμικών Επιταχυντών του Στάνφορντ (1979-1980).
Στο Princeton, αρχικά επικεντρώθηκε στη σωματιδιακή φυσική, ιδίως στη μελέτη των κουάρκ, των στοιχειωδών σωματιδίων που αποτελούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Ωστόσο, η έρευνά του έγινε παρωχημένη με την ανάπτυξη της θεωρίας της κβαντικής χρωμοδυναμικής, η οποία κατά ειρωνεία της τύχης αναπτύχθηκε εκεί στο Πρίνστον, χωρίς να το γνωρίζει ο Guth, και η οποία έδωσε στα κουάρκς μια νέα ειδική ιδιότητα που ονομάζεται “χρώμα”.
Το 1974, στο Κολούμπια, ο Guth στράφηκε περισσότερο στην κοσμολογία και την κοσμογένεση, και ειδικότερα στην εργασία πάνω στα μαγνητικά μονόπολα (μονοπολικοί μαγνήτες, οι οποίοι είχαν αρχικά προβλεφθεί θεωρητικά από τις εξισώσεις του James Clerk Maxwell, αλλά δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί στο πραγματικό σύμπαν). Ο Guth πρότεινε ότι η διαδικασία του αυθόρμητου σπασίματος της συμμετρίας στο πρώιμο σύμπαν, που περιγράφεται από την “ηλεκτροβαρή θεωρία” του Steven Weinberg, θα μπορούσε να παράγει πολύ μικρές ασυνέχειες με τις ιδιότητες των μαγνητικών μονοπόλων.
Άρχισε να αναπτύσσει τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού ενώ ήταν στο Cornell το 1978, όταν αναζητούσε λύσεις στο “πρόβλημα της επιπεδότητας” του μοντέλου της Μεγάλης Έκρηξης του σύμπαντος και στο πρόβλημα που ο ίδιος είχε εντοπίσει, τη φαινομενική απουσία μαγνητικών μονοπόλων. Για άλλη μια φορά, βασίστηκε στο προηγούμενο έργο του Steve Weinberg, δηλαδή στη Μεγάλη Ενοποιημένη Θεωρία του (μια προσπάθεια ενοποίησης των ηλεκτρομαγνητικών, ασθενών και ισχυρών πυρηνικών δυνάμεων).
Η προτεινόμενη λύση του Guth για τα προβλήματα αυτά περιλαμβάνει μια πολύ σύντομη αλλά πολύ γρήγορη περίοδο υπερθέρμανσης κατά τη διάρκεια μιας καθυστερημένης μετάβασης φάσης, που παράγει ένα “ψευδοκενό” (μια προσωρινή ασταθή κατάσταση της χαμηλότερης δυνατής ενεργειακής πυκνότητας). Ο Guth ανακάλυψε ότι η αποσύνθεση του ψευδούς κενού στην αρχή του σύμπαντος θα μπορούσε να παράγει εκπληκτικά αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένης της ταχείας διαστολής με ολοένα και υψηλότερους ρυθμούς, την οποία ονόμασε κοσμικό πληθωρισμό.
Η απίστευτα τεράστια διαστολή του σύμπαντος που προκαλείται από τον πληθωρισμό “έλυσε” τόσο το πρόβλημα της επιπεδότητας του Robert Dickes όσο και το πρόβλημα του μονοπόλου του Guth. Ωστόσο, έλυσε επίσης το “πρόβλημα του ορίζοντα” της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης (η πρόσφατη παρατήρηση ότι η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου φαινόταν να είναι εξαιρετικά ομοιόμορφη σε όλο το σύμπαν, με σχεδόν μηδενική διακύμανση, πράγμα παράδοξο, διότι δεν θα έπρεπε να υπάρχει αρκετός χρόνος κατά τη στιγμή της δημιουργίας της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου ώστε το ένα άκρο του σύμπαντος να βρίσκεται σε επικοινωνία με το άλλο άκρο). Ωστόσο, σύμφωνα με τη θεωρία του πληθωρισμού του Guth, το σύμπαν εξερράγη τόσο γρήγορα ώστε δεν υπήρχε χρόνος για να σπάσει η ουσιαστική ομοιογένεια, και το σύμπαν μετά τον πληθωρισμό θα ήταν επομένως πολύ ομοιόμορφο, παρόλο που τα μέρη του δεν είχαν ακόμη επαφή μεταξύ τους.
Ο Guth εξέθεσε για πρώτη φορά τις ιδέες του για τον κοσμικό πληθωρισμό σε ένα σεμινάριο στο Κέντρο Γραμμικού Επιταχυντή του Στάνφορντ στις αρχές του 1980, και από το να ανησυχεί για τις προοπτικές της δουλειάς του έγινε καταιγιστικός με προσφορές μέσα σε μια νύχτα. Επέστρεψε στο ΜΙΤ το 1980 και έγινε καθηγητής φυσικής το 1986.
Για ένα διάστημα, ωστόσο, δεν μπορούσε να βρει τρόπο να σταματήσει τον πληθωρισμό (ώστε να μπορούν να σχηματιστούν αστέρια και γαλαξίες), που συχνά αναφέρεται ως το πρόβλημα της “χαριτωμένης εξόδου”, και θεώρησε τη δική του θεωρία αποτυχημένη για το λόγο αυτό. Ωστόσο, αφού διάβασε μια εργασία του Ρώσου φυσικού Andrei Linde (ο οποίος είχε ασχοληθεί με το πρόβλημα αυτό ανεξάρτητα) και περαιτέρω εργασίες του Paul Steinhardt (ο οποίος είχε επίσης ασχοληθεί με το πρόβλημα της χαριτωμένης εξόδου) στα τέλη του 1981, άρχισε να ανταλλάσσει εργασίες με αυτούς τους άλλους θεωρητικούς, βοηθώντας ο ένας τον άλλον να αναπτύξει τη θεωρία του πληθωρισμού, και έχουν υπάρξει πολλές περαιτέρω βελτιώσεις και αναθεωρήσεις από το αρχικό μοντέλο του Guth.
Πιο πρόσφατα, ο Guth εξέφρασε την πεποίθησή του ότι το σύμπαν μας είναι απλώς ένα από τα αμέτρητα σύμπαντα που έχουν προκύψει ως μέρος ενός πολυσύμπαντος. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο κοσμικός πληθωρισμός δεν τελειώνει ποτέ, αλλά συνεχίζει να διαστέλλεται με εκθετικό ρυθμό, με πρόσθετα σύμπαντα να δημιουργούνται συνεχώς ως “φυσαλίδες” στο πλαίσιο της πληθωριστικής διαδικασίας (κατά κάποιο τρόπο, αυτή η θεωρία είναι παρόμοια με την απαξιωμένη θεωρία σταθερής κατάστασης του Fred Hoyle). Πιστεύει ότι ολόκληρο το σύμπαν δημιουργήθηκε από κβαντικές διακυμάνσεις από το τίποτα (κάτι που, όπως λέει, είναι απόλυτα συμβατό με το νόμο διατήρησης της ενέργειας, καθώς η συνολική τιμή της ενέργειας παραμένει μηδέν) και αναφέρεται ότι “το σύμπαν είναι το απόλυτο δωρεάν γεύμα”.
Ο Guth συνεχίζει να δίνει διαλέξεις στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και έχει γράψει περισσότερες από 60 τεχνικές εργασίες σχετικά με τις επιπτώσεις του κοσμικού πληθωρισμού και τις αλληλεπιδράσεις του με τη σωματιδιακή φυσική. Έχει κερδίσει πολυάριθμα βραβεία και μετάλλια, μεταξύ των οποίων το μετάλλιο του Διεθνούς Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής και το μετάλλιο Eddington. Το βιβλίο του του 1998, “The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins”, έγινε ένα δημοφιλές μπεστ σέλερ.
Ανακαλύψτε το ακόλουθο άρθρο μας: Ποιος ήταν ο Alexandre Friedmann;