Alan Harvey Guth, född den 27 februari 1947 i New Brunswick, New Jersey, USA, är en teoretisk fysiker och kosmolog som är Victor Weisskopf-professor i fysik vid Massachusetts Institute of Technology. Han har bland annat bedrivit forskning på teorin om elementarpartiklar och hur denna kan tillämpas på det tidiga universumet. Guth är mest känd för sina insatser inom inflationsteorin och tog tillsammans med Alexei Starobinsky och Andrei Linde emot 2014 års Kavlipris i astrofysik för detta.

Biografi Guth föddes i en judisk familj och växte upp på andra sidan Raritanfloden i Highland Park, där han gick i de lokala offentliga skolorna. Efter sitt sista år på Highland Park High School lämnade han skolan och skrev in sig på ett studieprogram vid Massachusetts Institute of Technology där han tog en kandidatexamen och masterexamen år 1969 och en doktorsexamen år 1972. År 1971 gifte han sig med Susan Tisch, sin flickvän från gymnasietiden. De har två barn: Lawrence (född 1977) och Jennifer (född 1983).

Guth arbetade vid Princeton 1971 till 1974, Columbia 1974 till 1977, Cornell 1977 till 1979 och Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) 1979 till 1980. Liksom många andra unga fysiker från babyboom-eran hade han svårt att hitta ett fast jobb, eftersom det fanns betydligt färre biträdande professurer än det fanns unga forskare som sökte sådana jobb, ett fenomen som har kallats "den förlorade forskargenerationen".

I början av sin karriär studerade Guth partikelfysik, inte fysikalisk kosmologi. Hans tidigaste arbete vid Princeton var studiet av kvarkar, de elementarpartiklar som bygger upp protoner och neutroner. Vid Columbia studerade Guth storförenade teorier (Grand Unified Theory, GUT), med fokus på de kosmologiska fasövergångar som orsakas av spontana symmetribrott. De flesta GUT förutsåg att magnetiska monopoler skulle skapas vid spontana symmetribrott, men ingen hade någonsin detekterats – monopolproblemet.

Karriär Inflationsteori Guths första steg mot att utveckla sin inflationsteori togs vid Cornell 1978, när han deltog i en föreläsning av Robert Dicke om universums platthetsproblem. Dicke förklarade hur platthetsproblemet visade att något betydande saknades i Big bang-teorin vid den tiden. Universums öde berodde på dess densitet. Om universums densitet var tillräckligt stor skulle det kollapsa till en singularitet (Big Crunch), och om materiens faktiska densitet i kosmos var lägre än den kritiska densiteten skulle universum bli allt större.

Nästa steg i Guths väg kom när han hörde en föreläsning av Steven Weinberg i början av 1979. Weinberg talade i två föreläsningar om den Grand Unified Theory (GUT) som hade utvecklats sedan 1974, och hur den kunde förklara den enorma mängden materia i universum jämfört med mängden antimateria. Weinbergs diskussion om varför materia är så dominant över antimateria visade Guth hur exakta beräkningar om partiklar kunde erhållas genom att studera universums första sekunder.

Guth bestämde sig för att lösa detta problem genom att föreslå en underkylning under en fördröjd fasövergång. Detta verkade mycket lovande för att lösa det magnetiska monopolproblemet. När Guth och hans medarbetare Henry Tye kom på det hade Guth gått till Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) i ett år. Tye föreslog att de skulle kontrollera att universums expansion inte skulle påverkas av underkylningen. Det underkylda tillståndet är ett falskt vakuum, men falska vakuum avklingar, och Guth fann att avklingningen av det falska vakuumet i början av universum skulle medföra en exponentiell expansion av rymden. Detta löste monopolproblemet, eftersom expansionen proportionellt minskar monopoltätheten.

Guth insåg utifrån sin teori att anledningen till att universum verkar vara platt var att det hade utvidgats till en så överväldigande storlek i jämförelse med sin ursprungliga storlek. Perspektivet är analogt med jordens skenbara platthet, i mänsklig skala, sett från dess yta.

En tid senare hörde Guth kollegor diskutera något som kallades horisontproblemet. Bakgrundsstrålningen som upptäcktes av Arno Penzias och Robert Woodrow Wilson verkade extremt enhetlig, med nästan ingen varians. Detta verkade mycket paradoxalt eftersom när strålningen släpptes ut cirka 300 000 år efter Big bang hade det observerbara universum en diameter på endast 90 miljoner ljusår - det fanns ingen tid för ena änden av kosmos att kommunicera med den andra änden. Paradoxen löstes, som Guth snart insåg, av inflationsteorin. Universum efter inflationen skulle ha varit enhetligt, även om dess delar inte kunde påverka varandra.

Guth offentliggjorde först sina idéer om inflation vid ett seminarium på SLAC i januari 1980. Han ignorerade magnetiska monopoler eftersom de baserades på antaganden från GUT, vilket låg utanför talets ram. I augusti 1980 lämnade han in sin artikel med titeln "Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems" till tidskriften Physical Review. I denna artikel förutsatte Guth att universums inflation kunde förklaras om universum underkyldes 28 storleksordningar under de kritiska temperaturer som krävs för en fasförändring.

År 1983 hade Guth publicerat en artikel som beskrev hur hans scenario med ett underkylt universum inte var idealiskt, eftersom "utlösningsmekanismen" för att lämna ett sådant tillstånd skulle kräva "extrem finjustering av parametrar" och ansåg att en mer naturlig lösning krävdes. Detta avskräckte honom dock inte från tron att universum expanderade exponentiellt i vakuum under sin tidiga livstid.

Publikationer

Utmärkelser och priser Guth har vunnit många utmärkelser och medaljer, som medaljen från International Center for Theoretical Physics i Trieste, Italien, tillsammans med Andrej Linde och Paul Steinhardt, Eddingtonmedaljen 1996 och Isaac Newton-medaljen 2009, som delas ut av British Institute of Physics.

I juli 2012 var han en av de första mottagare av Breakthrough Prize in Fundamental Physics, skapat av fysikern och internetentreprenören Yuri Milner.New annual US$3 million Fundamental Physics Prize recognizes transformative advances in the field , FPP, accessed August 1, 2012.

År 2014 mottog han Kavlipriset som delas ut av Norska vetenskapsakademin, tillsammans med Andrej Linde från Stanford University och Alexei Starobinsky från Landau Institute for Theoretical Physics, "för att ha banat väg för teorin om kosmisk inflation." Samma år fick Guth Golden Plate Award från American Academy of Achievemen.

År 2005 vann Guth priset för det stökigaste kontoret i Boston, organiserat av The Boston Globe. Han anmäldes av kollegor som hoppades att det skulle få honom att skämmas och städa upp, men Guth är ganska stolt över priset.Alexander Vilenkin, Many Worlds in One: The Search for Other Universes, , foto på sidan 51.

Referenser

Noter

Externa länkar Alan H. Guth's webpage at MIT MIT Center for Theoretical Physics Alan Guth - "Eternal inflation: Successes and questions" The Growth of Inflation, Symmetry magazine, december 2004/januari 2005 Guth's Grand Guess, Discover magazine, april 2002 Additional photo Inflationary spacetimes are not past-complete

Kategori:Män Kategori:födda 1947 Kategori:Levande personer Kategori:Amerikanska fysiker under 1900-talet Kategori:Amerikanska fysiker under 2000-talet Kategori:Forskare från New Jersey Kategori:Personer från New Brunswick, New Jersey Kategori:Personer verksamma vid Columbia University Kategori:Ledamöter av National Academy of Sciences Kategori:Ledamöter av Det Norske Videnskaps-Akademi Kategori:Mottagare av Eddingtonmedaljen