Алан Гут
Алан Гут | |
|---|---|
 Гут в Тринити-колледже, Кембридж , 2007 г. | |
| Рожденный | Алан Харви Гут 27 февраля 1947 г. Нью-Брансуик, Нью-Джерси , США |
| Национальность | Американский |
| Альма-матер | Массачусетский технологический институт |
| Известный | Космическая инфляция Теорема Борда–Гута–Виленкина Инфлатон |
| Супруг | Сьюзен Стол |
| Дети | 2, включая Ларри Гута |
| Награды | Премия Школы наук Массачусетского технологического института за преподавание на бакалавриате Медаль Оскара Кляйна (1991). |
| Научная карьера | |
| Поля | Космология , теоретическая физика , физика элементарных частиц |
| Учреждения | Принстон Колумбия Корнелл Стэнфордский линейный ускоритель С |
| Докторантура | Фрэнсис Э. Лоу |
| Часть серии о |
| Физическая космология |
|---|
 |
Алан Харви Гут ( / ɡ uː θ / ; родился 27 февраля 1947) — американский физик-теоретик и космолог , имени Виктора Вайскопфа профессор физики в Массачусетском технологическом институте . Вместе с Алексеем Старобинским и Андреем Линде он выиграл премию Кавли 2014 года «за пионер теории космической инфляции». [1] Исследования Гута сосредоточены на теории элементарных частиц и на том, как теория частиц применима к ранней Вселенной .
Он окончил Массачусетский технологический институт в 1968 году по физике и остался там, чтобы получить степень магистра и доктора, также по физике.
Будучи младшим физиком элементарных частиц, Гут разработал идею космической инфляции в 1979 году в Корнелле и провел свой первый семинар по этой теме в январе 1980 года. [2] [3] Перейдя в Группу теорий SLAC в Стэнфордском университете , Гут официально предложил идею космической инфляции в 1981 году, идею о том, что зарождающаяся Вселенная прошла через фазу экспоненциального расширения, которое было вызвано положительной плотностью энергии вакуума (отрицательным вакуумным давлением). Результаты миссии WMAP в 2006 году сделали доводы в пользу космической инфляции очень убедительными.
Молодость образование и
Гут родился в еврейской семье. [4] в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси, в 1947 году и вырос за рекой Раритан в Хайленд-Парке , где посещал местные государственные школы. [5] После первого года обучения в средней школе Хайленд-Парк , [6] он бросил школу и поступил на пятилетнюю программу Массачусетского технологического института смог получить степень бакалавра и магистра . , где еще через два года [7] Гут получил степени бакалавра и магистра в 1969 году и докторскую степень в 1972 году. В 1971 году он женился на Сьюзен Тиш, своей школьной возлюбленной. [6] У них двое детей: Лоуренс (1977 г.р.) и Дженнифер (1983 г.р.). [8]
Гут работал в Принстоне с 1971 по 1974 год, в Колумбийском университете с 1974 по 1977 год, в Корнелле с 1977 по 1979 год и в Стэнфордском центре линейных ускорителей (SLAC) с 1979 по 1980 год. Как и многим другим молодым физикам эпохи бэби-бума , ему было трудно найти постоянное место работы. работу, потому что доцентов было гораздо меньше, чем молодых ученых, ищущих такую работу, - явление, которое получило название «поколение потерянных ученых». [9]
В начале своей карьеры Гут изучал физику элементарных частиц , а не физическую космологию . Самая ранняя работа Гута в Принстоне была посвящена изучению кварков — элементарных частиц, составляющих протоны и нейтроны. В Колумбийском университете Гут изучал теории великого объединения (GUT), уделяя особое внимание космологическим фазовым переходам, возникающим в результате спонтанного нарушения симметрии . Большинство GUT предсказывают генерацию магнитных монополей во время спонтанного нарушения симметрии, но ни один из них никогда не был обнаружен — проблема монополя .
Карьера [ править ]
Инфляционная теория [ править ]
 | Этот раздел биографии живого человека нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июль 2014 г. ) |
Первый шаг Гута к разработке своей теории инфляции был сделан в Корнелле в 1978 году, когда он посетил лекцию Роберта Дике о проблеме плоскостности Вселенной. [10] Дике объяснил, как проблема плоскостности показала, что Большого взрыва в то время в теории не хватало чего-то существенного. Судьба Вселенной зависела от ее плотности. Если бы плотность Вселенной была достаточно велика, она бы превратилась в сингулярность , а если бы фактическая плотность материи в космосе была ниже критической плотности, Вселенная стала бы намного больше.
Следующий этап пути Гута наступил, когда он прослушал лекцию Стивена Вайнберга в начале 1979 года. [11] Вайнберг рассказал в двух лекциях о Теории Великого Объединения (ВТО), которая разрабатывалась с 1974 года, и о том, как она может объяснить огромное количество материи во Вселенной по сравнению с количеством антиматерии. GUT объяснил все фундаментальные силы, известные науке, за исключением гравитации. Было установлено, что в очень горячих условиях, например, после Большого взрыва, электромагнетизм, сильное и слабое ядерные взаимодействия объединились в одну силу. Вайнберг также был тем, кто подчеркнул идею о том, что Вселенная проходит фазовые переходы , подобные фазам материи, при переходе от высокой энергии к низкой энергии. Обсуждение Вайнбергом того, почему материя так доминирует над антиматерией, показало Гуту, как точные расчеты частиц можно получить, изучая первые несколько секунд существования Вселенной.
Гут решил решить эту проблему, предложив переохлаждение при замедленном фазовом переходе. Это казалось очень многообещающим для решения проблемы магнитного монополя . К тому времени, когда Гут и его коллега Генри Тай придумали это, Гут учился в Стэнфордском центре линейных ускорителей уже год (SLAC). Тай предложил проверить, не повлияет ли на расширение Вселенной переохлаждение. Переохлажденное состояние — это ложный вакуум : это вакуум в том смысле, что это состояние наименьшей возможной плотности энергии; оно «ложно», поскольку его состояние непостоянно. Ложный вакуум распадается, и Гут обнаружил, что распад ложного вакуума в начале Вселенной приведет к экспоненциальному расширению пространства. Это решило проблему монополя , поскольку расширение пропорционально уменьшает плотность монополя.
На основе своей теории Гут понял, что причина, по которой Вселенная кажется плоской, заключалась в том, что она увеличилась до огромных размеров по сравнению с ее первоначальным размером. Перспектива аналогична кажущейся плоскостности Земли в человеческом масштабе, если смотреть с ее поверхности. Вселенная Наблюдаемая на самом деле представляла собой лишь очень небольшую часть реальной Вселенной. Традиционная теория Большого взрыва обнаружила, что значения омеги, близкие к 1, вызывают недоумение, поскольку любые отклонения от 1 быстро станут намного, намного больше. В теории инфляции, независимо от того, где начинается омега, она будет приближаться к 1 из-за масштаба расширения Вселенной. Фактически, главное предсказание инфляционной теории заключается в том, что омега будет равна ровно 1.
Две недели спустя Гут услышал, как коллеги обсуждали так называемую проблему горизонта . Микроволновое фоновое излучение, открытое Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном, оказалось чрезвычайно однородным и почти без отклонений. Это казалось очень парадоксальным, поскольку, когда излучение высвободилось примерно через 300 000 лет после Большого взрыва, наблюдаемая Вселенная имела диаметр 90 миллионов световых лет . У одного конца космоса не было времени связаться с другим концом, потому что энергия не может двигаться быстрее скорости света. Парадокс был разрешен, как вскоре понял Гут, с помощью теории инфляции. Поскольку инфляция началась с гораздо меньшего количества материи, чем предполагал Большой взрыв, количества настолько малого, что все части были бы в контакте. [ нечеткий ] друг с другом. Затем Вселенная раздулась со скоростью, в миллиард раз превышающей скорость света, и однородность осталась ненарушенной. Вселенная после инфляции была бы очень однородной, даже несмотря на то, что ее части больше не могли влиять друг на друга.
Гут впервые обнародовал свои идеи об инфляции на семинаре в SLAC в январе 1980 года. Он игнорировал магнитные монополи, поскольку они были основаны на предположениях GUT, что выходило за рамки выступления. В августе 1980 года он представил свою статью под названием «Инфляционная вселенная: возможное решение проблем горизонта и плоскостности» в журнал Physical Review . [12] В этой статье Гут постулировал, что инфляцию Вселенной можно объяснить, если Вселенная была переохлаждена на 28 порядков ниже критических температур, необходимых для фазового перехода.
В декабре 1981 года Гут прочитал статью московского физика Андрея Линде , в которой говорилось, что вся Вселенная находится внутри одного пузыря, поэтому ничто не разрушается при столкновении со стенками. Этот вывод был сделан с использованием поля Хиггса с энергетическим графиком, который первоначально был предложен Сидни Коулманом и Эриком Вайнбергом . Гут обсуждал это с Линде, который независимо работал над раздуванием пузыря, но не рассматривал проблему неравномерности. В конце концов Линде и Гут обменялись статьями по этому вопросу.
К 1983 году Гут опубликовал статью, описывающую, что его сценарий переохлажденной Вселенной не был идеальным, поскольку «спусковой механизм» для выхода из такого состояния потребует «чрезвычайно точной настройки параметров», и чувствовал, что требуется более естественное решение. [1] [13] [14] Однако это не помешало ему поверить в то, что Вселенная в начале своего существования расширялась в вакууме экспоненциально. [15]
Текущие интересы [ править ]
В прошлом Гут изучал калибровочную теорию решетки , магнитные монополи и инстантоны , машины времени Готта и ряд других тем теоретической физики. Большая часть текущей работы Гута включает экстраполяцию флуктуаций плотности, возникающих в результате различных версий инфляции, для проверки на основе наблюдений и исследование инфляции в « мира бран моделях ».
Он профессор физики имени Виктора Ф. Вайскопфа в Массачусетском технологическом институте (MIT). Он написал более 60 технических статей, посвященных эффектам инфляции и ее взаимодействию с физикой элементарных частиц.
Почести и награды [ править ]
Гут завоевал множество наград и медалей, в том числе медаль Международного центра теоретической физики в Триесте, Италия , вместе с Андреем Линде и Полом Стейнхардтом, а также медаль Эддингтона в 1996 году, а также медаль Исаака Ньютона 2009 года , присуждаемую Британским институтом физики. .
В июле 2012 года он стал первым лауреатом премии «Прорыв в фундаментальной физике» , учрежденной физиком и интернет-предпринимателем Юрием Мильнером . [16] [17]
В 2014 году он был соучредителем премии Кавли, присуждаемой Норвежской академией наук и литературы , вместе с Андреем Линде из Стэнфордского университета и Алексеем Старобинским из Института теоретической физики Ландау «за новаторскую теорию космической инфляции». ." [1] [18] [19] В том же году Гут получил премию «Золотая тарелка» Американской академии достижений . [20]
В 2005 году Гут получил награду за самый грязный офис в Бостоне, организованную The Boston Globe . К нему вошли коллеги, которые надеялись, что это пристыдит его и заставит навести порядок. [21] но Гут очень гордится этой наградой. [22]
Публикации [ править ]
- Гут, Алан (1997). Инфляционная Вселенная: поиск новой теории космического происхождения . Книги Персея. ISBN 0201328402 .
- Гут, Алан (осень 2002 г.). «Инфляция и новая эра высокоточной космологии» (PDF) . физика@мит . Физический факультет Массачусетского технологического института.
См. также [ править ]
- Центр теоретической физики Массачусетского технологического института
- Физический факультет Массачусетского технологического института
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Цитат по астрофизике 2014» . Фонд Кавли . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 года . Проверено 27 июля 2014 г.
- ^ Гут, Алан Х. (1997), Инфляционная Вселенная , Ридинг, Массачусетс: Perseus Books, ISBN 0-201-14942-7
- ↑ Семинар SLAC , «10–35 секунд после Большого взрыва», 23 января 1980 г. см. Guth (1997), стр. 186.
- ^ «Алан Гут: В ожидании большого взрыва» . Архивировано из оригинала 2 июля 2014 года.
- ^ Лауреат премии Юлиуса Эдгара Лилиенфельда 1992 года — Алан Х. Гут , Американское физическое общество . По состоянию на 23 января 2018 г. «Профессор Алан Гут родился в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси, в 1947 году. Он вырос и посещал государственные школы в Хайленд-Парке, штат Нью-Джерси, но пропустил последний год обучения в средней школе, чтобы начать обучение в Массачусетском университете. Технологический институт».
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Сьюзан Тиш и Алан Х. Гут планируют пожениться» . Центральные новости Нью-Джерси . 1 февраля 1971 г. с. 7 . Проверено 26 мая 2023 г.
- ^ Ежегодник текущей биографии, том 48 , стр. 219. HW Wilson Company , 1988. По состоянию на 23 января 2018 г. «В конце первого года обучения он покинул среднюю школу Хайленд-Парк (Нью-Джерси), чтобы поступить в Массачусетский технологический институт, где его внеклассная деятельность включала, как и в средняя школа, дебаты, легкая атлетика и математический кружок».
- ^ да Силва, Уилсон (2 марта 2015 г.). «Физик, раздувший Вселенную» . Космос . Проверено 20 февраля 2020 г.
Когда люди говорили, что гравитационные волны станут дымящимся пистолетом для инфляции, я ответил, что, по моему мнению, комната уже довольно заполнена дымом.
- ^ «Сохранение потерянного поколения: политика обеспечения устойчивого притока молодых ученых до 2000 года» (PDF) . Совет Карнеги по политическим исследованиям в сфере высшего образования. 1978 год . Проверено 9 июля 2011 г.
- ^ Феррис, Тимоти (6 июля 2010 г.). Достижение совершеннолетия в Млечном Пути . Харпер Коллинз. п. 356. ИСБН 9780062006547 – через Google Книги.
- ^ Суиди, Нил (2 мая 2014 г.). «Алан Гут: Что вызвало Большой взрыв?» . Бостон Глобус. Архивировано из оригинала 27 февраля 2019 года . Проверено 14 июля 2015 г.
- ^ Гут, Алан Х. (1981). «Инфляционная вселенная: возможное решение проблем горизонта и плоскостности» . Физический обзор D . 23 (2): 347–356. Бибкод : 1981PhRvD..23..347G . дои : 10.1103/PhysRevD.23.347 .
- ^ Линде, Андрей (1998). «Самовоспроизводящаяся инфляционная вселенная» (PDF) . Научный американец . Том. 9, нет. 1. С. 98–104.
- ^ Гут, Алан Х.; Вайнберг, Эрик Дж. (1983). «Могла ли Вселенная оправиться от медленного фазового перехода первого рода?». Ядерная физика Б . 212 (2): 321–364. Бибкод : 1983НуФБ.212..321Г . дои : 10.1016/0550-3213(83)90307-3 .
- ^ ГУТ, АЛАН Х. (1984). «Новая инфляционная вселенная». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 422 (1 Одиннадцатый Техас): 1–14. Бибкод : 1984NYASA.422....1G . дои : 10.1111/j.1749-6632.1984.tb23336.x . S2CID 117856496 .
- ↑ Новая ежегодная премия по фундаментальной физике в размере 3 миллионов долларов США отмечает революционные достижения в этой области. Архивировано 3 августа 2012 года на Wayback Machine , FPP, доступ 1 августа 2012 года.
- ^ Чанг, Кеннет (31 июля 2012 г.). «хх» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 20 февраля 2020 г.
Все девять человек являются лауреатами Премии по фундаментальной физике, учрежденной Юрием Мильнером, российским студентом-физиком, который бросил аспирантуру в 1989 году и позже заработал миллиарды, инвестируя в интернет-компании, такие как Facebook и Groupon.
- ^ «Девять учёных разделили три премии Кавли» .
- ^ Джонсон, Кэролин Ю. (29 мая 2014 г.). «Алан Гут разделяет премию Кавли по астрофизике в 1 миллион долларов» . Бостон Глобус . Проверено 20 февраля 2020 г.
Это не первый раз, когда работа Гута удостаивается такой награды. В прошлом году он получил награду в размере 3 миллионов долларов от Фонда премии фундаментальной физики. Тогда он рассказал The New York Times, что баланс его банковского счета увеличился с 200 до 3 000 200 долларов.
- ^ «Обладатели Золотой пластины Американской академии достижений» . www.achievement.org . Американская академия достижений .
- ^ Фотографии победившей работы Boston Globe
- ^ Александр Виленкин , Множество миров в одном: Поиск других вселенных , ISBN 978-0-8090-9523-0 , страница 51 для фото».
Внешние ссылки [ править ]
- Веб-страница Алана Х. Гута в Массачусетском технологическом институте
- Центр теоретической физики Массачусетского технологического института
- Алан Гут – « Вечная инфляция : успехи и вопросы »
- Рост инфляции , журнал Symmetry , декабрь 2004 г. / январь 2005 г.
- Великая догадка Гута , журнал Discover , апрель 2002 г.
- Дополнительное фото
- Инфляционное пространство-время не является завершенным в прошлом
- 1947 рождений
- Живые люди
- Американские физики XXI века
- Американские космологи
- факультет Колумбийского университета
- Члены Национальной академии наук США
- Американские учёные-евреи
- Выпускники средней школы Хайленд-Парк (Нью-Джерси)
- Люди из Хайленд-Парка, Нью-Джерси
- Люди из Нью-Брансуика, Нью-Джерси
- Члены Норвежской академии наук и литературы
- Американские теоретики струн
- Факультет Центра теоретической физики Массачусетского технологического института
- Сотрудники Центра теоретической физики Массачусетского технологического института
- Выпускники Школы наук Массачусетского технологического института
- Лауреаты премии Кавли в области астрофизики
- Члены Американского физического общества
- Американские евреи XXI века
- Лауреаты медали Бенджамина Франклина (Институт Франклина)