Джон Моффат (физик)
Джон Моффат | |
|---|---|
 Моффат в 2007 году | |
| Рожденный | 24 мая 1932 г. |
| Альма-матер | Тринити-колледж , Кембридж |
| Известный | Гравитация Квантовая теория поля Переменная скорость света |
| Научная карьера | |
| Поля | Физика |
| Учреждения | Университет Торонто Институт теоретической физики «Периметр» , Ватерлоо |
| Докторантура | Фред Хойл и Абдус Салам |
Джон В. Моффат (родился 24 мая 1932 г.) [1] — канадский физик. В настоящее время он является почетным профессором физики . Университета Торонто [2] а также является профессором физики адъюнкт - в Университете Ватерлоо и постоянным членом Института теоретической физики «Периметр» .
Моффат наиболее известен своими работами по гравитации и космологии , кульминацией которых стала его несимметричная теория гравитации и скалярно-тензорно-векторная гравитация (теперь называемая MOG), которые обобщены в его книге 2008 года для обычных читателей « Изобретая гравитацию заново» . Его теория объясняет кривые вращения галактик, не прибегая к помощи темной материи . Он предлагает проблем с использованием переменной скорости света подход к решению космологических . Скорость света c могла быть более чем на 15 порядков выше в первые моменты Большого взрыва . Его недавняя работа по неоднородным космологическим моделям призвана объяснить некоторые аномальные эффекты в данных реликтового излучения и объяснить недавно обнаруженное ускорение расширения Вселенной.
Моффат предложил новый нелокальный вариант квантовой теории поля , который конечен во всех порядках и, следовательно, [ нужна ссылка ] обходится без перенормировки . Он также генерирует массу без механизма Хиггса .
Ранняя жизнь и образование
[ редактировать ]
Моффат родился в Копенгагене , Дания , в семье шотландца Джорджа Моффата и датчанки Эстер ( урожденной Винтер). Его отец, музыкант из Глазго, выступал в ночном клубе Копенгагена, когда встретил танцовщицу Эстер. Через три недели они поженились.
В 1938 году, накануне Второй мировой войны, отец Джона перевез семью в Лондон, правильно предсказав, что Дания будет захвачена Германией. В конце 1939 года, во время Блица , 7-летний Джон был эвакуирован в Глазго, чтобы жить с бабушкой и дедушкой. Но ему не удалось добиться успеха в Глазго из-за проблем с учебой, поэтому через год он вернулся к своим родителям, и все трое переехали в Бристоль , где его отец устроился на работу по поиску на кораблях немецких шпионов.
В Бристоле они жили недалеко от завода, производившего истребители Bristol F2 . Воздушные налеты были частыми, когда битва за Британию усилилась в 1940 году. Однажды они вышли на променад в Уэстон-сьюпер-Мэр , чтобы избежать налетов в Бристоле, но над головой появились немецкие самолеты. Как вспоминал Моффат в своих мемуарах, Эйнштейн ответил :
«Я услышал визг бомб, когда они падали, а затем глухие удары, когда они взорвались глубоко в грязи пляжа... Взрыв перенес меня и моих родителей через дорогу, прилегающую к променаду. Я приземлился в сад на спине, открыла глаза и посмотрела на голубое небо, а в ушах стоял громкий звон, кровь лилась из носа, и я чувствовал жуткую стеснение и боль в груди... В груди. ошеломленный, я встал и вскоре обнаружил в том же саду своих родителей, стоящих на четвереньках, пытающихся встать, также страдающих от носового кровотечения и болей в груди».
Травма от бомбардировок и воздушных налетов осталась с ним на всю жизнь, писал Моффат:
«В то время мне каким-то образом удавалось подавить ужас наших переживаний во время войны и продолжать жить изо дня в день. Однако примерно через год после взрывов в Бристоле и Уэстон-сьюпер-Мэр я начал страдать от того, что теперь это называется посттравматическим стрессовым расстройством. Меня начали мучить сильные кошмары и приступы паники. Даже сегодня я до сих пор время от времени испытываю приступы паники, обычно когда бываю в Европе».
Когда Джону было 7 или 8 лет, отец отвел его к психиатру в Лондоне, потому что он настаивал на чтении предложений и часов назад. Психиатр сказал отцу, что он гений. Джон, услышав это, подумал, что это слово не имеет большого значения для его будущего.
После войны семья вернулась в Данию, где отец Джона начал импортно-экспортный бизнес. Он заразился туберкулезом от одного из своих сотрудников и на год серьезно заболел, и семья с трудом выживала.
Интерес к физике
[ редактировать ]Подростком Моффат бросил школу в 16 лет, чтобы стать художником. Он сдался, прожив некоторое время в Париже без дохода. Вернувшись в Копенгаген, он заинтересовался космосом и начал самостоятельно изучать математику и физику. Копенгагенский университет разрешил любому желающему брать книги из своих библиотек, и он добился такого быстрого прогресса, что уже через год начал работать над проблемами общей теории относительности и единой теории поля .
Когда Моффату было около 20 лет, он написал письмо Альберту Эйнштейну , сообщив великому физику, что работает над одной из своих теорий. «Дорогой профессор… Я был бы в вечном долгу, если бы вы нашли время прочитать мою работу», — начал он.
«В 1953 году Эйнштейн прислал мне ответ из Принстона, штат Нью-Джерси , но он был написан на немецком языке. Поэтому я побежал в свою парикмахерскую (в Копенгагене), чтобы мой парикмахер перевел его для меня. Тем летом и осенью мы обменялся примерно полдюжиной писем. Местная пресса подхватила эти истории, которые затем привлекли внимание физика Нильса Бора и других. Неожиданно для меня распахнулись двери возможностей». ( Институт теоретической физики «Периметр» , 2005)
Первоначальный ответ Эйнштейна:
«Достопочтенный г-н Моффат: Наша ситуация следующая. Мы стоим перед закрытым ящиком, который не можем открыть, и изо всех сил стараемся обсудить, что внутри, а чего нет», — ответил Эйнштейн.
Переписка Моффата с Эйнштейном и встреча с Бором привлекли внимание чиновников британского консульства в Копенгагене, и его пригласили учиться в Кембридже. [3] В 1958 году ему была присвоена степень доктора философии без первой степени в Тринити-колледже Кембриджа . Его курировали Фред Хойл и Абдус Салам .
Переменная скорость света: теория и споры
[ редактировать ]В 1992 году Джон Моффат предположил, что скорость света была намного больше в ранней Вселенной, в которой скорость света имела значение более 10 30 км/с. [2] Он опубликовал свою теорию « переменной скорости света » (VSL) в двух местах: в онлайн-архиве Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) 16 ноября 1992 г. [4] и в выпуске Международного журнала современной физики 1993 года Д. [5] [6]
Научное сообщество по большей части игнорировало теорию VSL. [5] пока в 2001 году астроном из Университета Нового Южного Уэльса Джон Уэбб и его коллеги не обнаружили экспериментальные доказательства на основе телескопических наблюдений того, что космологическая постоянная тонкой структуры , которая содержит скорость света, могла отличаться от своего нынешнего значения в очень ранней Вселенной. [7]
Наблюдения подтвердили теорию VSL Моффата и положили начало гонке за первенство, которая началась в 1998 году.
В том же году, через пять лет после того, как Моффат опубликовал свои статьи VSL, Жоао Магуэйхо из Имперского колледжа в Лондоне, а также его коллеги Андреас Альбрехт из Калифорнийского университета в Дэвисе и Джон Д. Барроу из Кембриджского университета опубликовали поразительно похожую идею в более престижном издании. журнал Physical Review D , который несколько лет назад отверг статью Моффата. [2]
Узнав об этом упущении, Магуэйхо приписал Моффату целую главу в книге Магейхо 2002 года « Быстрее, чем скорость света: история научных предположений». [2] [8]
Однако спор возобновился, когда во время мирового рекламного тура книги Магейхо автор не отдал должное Моффату и не исправил многочисленные ошибочные сообщения в прессе — в таких журналах, как Discover , [9] Издательский еженедельник , [10] Журнал Seed и журнал Christian Science Monitor . [11] Пытаясь изобразить Магуэйхо «дерзким молодым научным выскочкой», десятки публикаций полностью приписали теорию VSL Магейхо и его соавторам, оставив Моффата, которому к тому времени было под шестьдесят, в стороне. [5] [6] Моффат выразил недовольство вновь возникшими упущениями, призвав репортеров проверить факты, но безуспешно. [5] [6]
В марте и июле 2003 года появились истории о упущениях средств массовой информации во время турне по книге, написанные научным журналистом Майклом Мартином, который ранее приписал теорию VSL Моффату в статье UPI 2001 года об астрономических открытиях Уэбба. [12] Писатель журнала Discover Тим Фолджер признал упущения в своей истории и извинился. В ответ на письмо читателя Генри ван Дрила с физического факультета Университета Торонто Фолджер написал: «Профессор ван Дрил абсолютно прав: Джон Моффат действительно разработал теорию переменной скорости света за несколько лет до Жоау Магуэйжу, и я сожалею, что не сделал этого. включив эту информацию в свою историю». [13]
Спустя несколько месяцев, когда появились другие сообщения о возобновившемся споре, [14] Магуэйхо подтвердил главенство Моффата в теории VSL. [5] [6] В сентябре 2004 года Тим Фолджер из журнала Discover Magazine выполнил обещание, данное им во время спора, «написать историю о Джоне Моффате». [15]
Два физика подружились, опубликовав совместную статью в 2007 году в журнале « Общая относительность и гравитация» . [16]
Модифицированная теория гравитации
[ редактировать ]Продолжая поиски Эйнштейна единой теории поля , Моффат предложил несимметричную теорию гравитации , которая, как и единое поле Эйнштейна, включала в себя симметричное поле (гравитацию) и антисимметричное поле. Однако, в отличие от Эйнштейна, Моффат не сделал попытки отождествить последний с электромагнетизмом , вместо этого предположив, что антисимметричная составляющая является еще одним проявлением гравитации . По мере продвижения исследования теория развивалась по-разному; в частности, Моффат постулировал, что антисимметричное поле может быть массивным.
Текущая версия его теории модифицированной гравитации (MOG), которая выросла из этого исследования, модифицирует гравитацию Эйнштейна путем добавления векторного поля, а также превращает константы теории в скалярные поля. Совокупный эффект этих полей изменяет силу гравитации на больших расстояниях, когда задействованы большие массы, что успешно объясняет ряд астрономических и космологических наблюдений. По мнению Моффата, полученная теория хорошо описывает, без привлечения темной материи , кривые вращения галактик. [17] и профили масс рентгеновских скоплений галактик. [18]
Нелокальная квантовая теория поля
[ редактировать ]В 1990 году Моффат предложил конечную нелокальную квантовую теорию поля . В последующей работе Моффат предложил эту теорию как альтернативу стандартному электрослабому объединению электромагнетизма Теория была широко развита Эвенсом, Моффатом, Клеппе и Вудардом в 1991 году . и слабых ядерных взаимодействий . Теория Моффата — это квантовая теория поля с нелокальным членом в лагранжиане поля . Теория калибровочно-инвариантна и конечна для всех порядков теории возмущений. По словам Моффата, для стандартной модели это может решить проблему естественности иерархии масс бозона Хиггса : [19] и приводит к конечной теории квантовой гравитации.
Публикации
[ редактировать ]Книги
[ редактировать ]- Новое изобретение гравитации . ХарперКоллинз . 2008. ISBN 978-0-06-117088-1 .
- Эйнштейн ответил . Издательство Томаса Аллена . 2010. ISBN 978-0-88762-615-9 .
- Взлом кода частиц Вселенной: охота за бозоном Хиггса . Издательство Оксфордского университета . 2014. ISBN 978-0-19-991552-1 .
Избранные статьи
[ редактировать ]- (1990) « Конечная нелокальная калибровочная теория поля », Phys. Откр. Д 41: 1177–1184.
- (1993) « Сверхсветовая Вселенная: возможное решение проблемы начального значения в космологии », Int. Жур. Мод. Физ . Д2: 351–366.
- (1995) « Несимметричная теория гравитации », Phys. Летт. Б 355: 447–452.
- (2006) « Скалярно-тензорно-векторная теория гравитации », JCAP 0603: 004.
См. также
[ редактировать ]- Список людей Университета Ватерлоо
- Несимметричная теория гравитации
- Переменная скорость света
- Скалярно-тензорно-векторная гравитация
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Дни рождения». Хранитель . Новости Гардиан и СМИ . 11 октября 2014 г. с. 55.
- ^ Перейти обратно: а б с д Питер Каламай (27 ноября 2005 г.). «Почтенный еретик Эйнштейна» . Торонто Стар . Архивировано из оригинала 24 октября 2012 года . Проверено 21 мая 2011 г.
- ^ «Современные Эйнштейны ищут Святой Грааль» . Гражданин Оттавы . Канада.com. 20 ноября 2005 г. Проверено 25 марта 2016 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Моффат, JW (1993). «Сверхсветовая Вселенная: возможное решение проблемы начального значения в космологии». Международный журнал современной физики Д. 2 (3): 351–365. arXiv : gr-qc/9211020 . Бибкод : 1993IJMPD...2..351M . дои : 10.1142/S0218271893000246 . S2CID 17978194 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Майкл Мартин (24 марта 2003 г.). «В книге «От холода: некогда высмеиваемая теория физика из Торонто» получает признание» , Маклин .
- ^ Перейти обратно: а б с д Майкл Мартин (1 июля 2003 г.) «В тени скорости света». Архивировано 7 октября 2011 г. в Wayback Machine , St. Louis Journalism Review.
- ^ Дж. К. Уэбб; М.Т. Мерфи; В.В. Фламбаум; В.А. Дзуба; Джей Ди Барроу; К.В. Черчилль; JX Прочаска; А. М. Вульф (2001). «Дальнейшие доказательства космологической эволюции постоянной тонкой структуры». Физ. Преподобный Летт . 87 (9): 091301. arXiv : astro-ph/0012539 . Бибкод : 2001PhRvL..87i1301W . doi : 10.1103/PhysRevLett.87.091301 . ПМИД 11531558 . S2CID 40461557 .
- ^ Смолин, Ли (2006). Беда с физикой . Книги Маринера . п. 230. ИСБН 978-0-618-91868-3 . Проверено 21 мая 2011 г.
- ^ Тим Фолджер (апрель 2003 г.) «Был ли Эйнштейн не прав?» Откройте для себя журнал
- ↑ Джудит Розен (1 января 2003 г.) «Физический паршивец: начинающий автор бросает вызов Эйнштейну» Publishers Weekly
- ^ Лори Валигра (30 января 2003 г.) «Новая теория света тяжело давит на ученых: дерзкий молодой физик-теоретик утверждает, что Эйнштейн был неправ» Christian Science Monitor
- ↑ Майкл Мартин (17 августа 2001 г.) «Давно подозревали, что скорость света варьируется» [ мертвая ссылка ] Юнайтед Пресс Интернэшнл
- ^ Письма читателей (июнь 2003 г.) Discover Magazine
- ^ Дэн Фальк (8 ноября 2003 г.) "Физик-индивидуалист", Toronto Globe and Mail
- ↑ Тим Фолджер (4 сентября 2004 г.) «Великие поиски Эйнштейна единой теории» Discover Magazine
- ^ Моффат, Дж.В.; Магейхо, Дж. (2008). «Комментарии к записи «Заметки о теориях переменной скорости света» ». Общая теория относительности и гравитация . 40 (8): 1797–1806. arXiv : 0705.4507 . Бибкод : 2008GReGr..40.1797M . дои : 10.1007/s10714-007-0568-2 . S2CID 119259091 .
- ^ Дж. В. Моффат, С. Рахвар, Приближение слабого поля MOG и наблюдательный тест кривых вращения галактик; arXiv:1306.6383
- ^ Дж. В. Моффат, С. Рахвар, Приближение слабого поля MOG II. Наблюдательный тест рентгеновских скоплений Чандра, arXiv:1309.5077
- ^ Дж. В. Моффат, За пределами стандартной модели; arxiv:hep-ph/9802228
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Пресс-релизы Университета Торонто о Моффате:
- 1999
- 2003
- 2007
- Обзор книги « Изобретение гравитации заново» на Amazon.com.
- Джон Моффат в проекте «Математическая генеалогия»
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
| Другой | |
