I dette blogginnlegget kan du lese hans unike historie. Han er en av grunnpilarene i elementærpartikkelteorien!
Hvem er Alan Guth?
Alan Guth er en teoretisk fysiker og kosmolog, mest kjent for sitt arbeid med elementærpartikkelteori og hvordan partikkelteori kan anvendes på det tidlige universet, og spesielt for ideen, som han utviklet rundt 1980, om kosmisk inflasjon og det inflatoriske universet, ideen om at det tidlige universet gikk gjennom en fase med eksponentiell ekspansjon kort tid etter Big Bang, drevet av en positiv energitetthet i vakuum.
Alan Harvey Guth ble født 27. februar 1947 i den lille byen New Brunswick, New Jersey, i USA, av det jødiske middelklasseparet Hyman og Elaine Guth, som eide en liten dagligvarebutikk og et renseri. Hans tidlige barndom var ikke bemerkelsesverdig, selv om han viste sterke evner for matematikk. Etter å ha gått på flere offentlige skoler, hoppet han over det siste året for å begynne på et femårig program ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), delvis fordi han fryktet å bli innkalt til Vietnamkrigen, som han mislikte sterkt. Han tok bachelor- og mastergrad i 1969, og doktorgrad i 1972.
I 1971 giftet han seg med sin ungdomskjæreste, Susan Tisch, og de fikk to barn: Lawrence (1977) og Jennifer (1983). Etter endt utdanning slet Guth imidlertid med å finne en fast jobb, delvis på grunn av den intense konkurransen om universitetsprofessorater på grunn av babyboomen, og tilbrakte ni år med å reise rundt i landet i midlertidige fysikkrelaterte postdoktorjobber, blant annet på Princeton (1971 til 1974), Columbia (1974 til 1977), Cornell (1977 til 1979) og Stanfords Linear Accelerator Center (1979 til 1980).
På Princeton konsentrerte han seg først om partikkelfysikk, spesielt studiet av kvarker, elementærpartiklene som protoner og nøytroner består av. Forskningen hans ble imidlertid foreldet med utviklingen av teorien om kvantekromodynamikk, som ironisk nok ble utviklet nettopp der på Princeton, uten Guths viten, og som ga kvarkene en spesiell ny egenskap kalt «farge».
I 1974, ved Columbia, vendte Guth seg mer mot kosmologi og kosmogenese, og særlig mot arbeidet med magnetiske monopoler (enpolede magneter, som opprinnelig hadde blitt forutsagt i teorien av James Clerk Maxwells ligninger, men som ennå ikke var oppdaget i det virkelige universet). Guth foreslo at prosessen med spontane symmetribrudd i det tidlige universet, beskrevet av Steven Weinbergs «elektrosvake teori», kunne skape svært små diskontinuiteter med egenskaper som magnetiske monopoler.
Han begynte å utvikle sin teori om kosmisk inflasjon mens han studerte ved Cornell i 1978, da han lette etter løsninger på «flathetsproblemet» i Big Bang-modellen av universet, og problemet han selv hadde identifisert, det tilsynelatende fraværet av magnetiske monopoler. Igjen støttet han seg på Steve Weinbergs tidligere arbeid, nemlig hans Grand Unified Theory (et forsøk på å forene de elektromagnetiske, svake og sterke kjernekreftene).
Guths forslag til løsning på disse problemene innebærer en svært kort, men svært rask periode med underkjøling under en forsinket faseovergang, noe som skaper et «falskt vakuum» (en midlertidig ustabil tilstand med lavest mulig energitetthet). Guth oppdaget at nedbrytningen av det falske vakuumet i begynnelsen av universet kunne gi forbløffende resultater, blant annet en rask ekspansjon med stadig høyere hastigheter, som han kalte kosmisk inflasjon.
Den utrolig store ekspansjonen av universet som inflasjonen førte til, «løste» både Robert Dickes’ flathetsproblem og Guths monopolproblem. Men den løste også Big Bang-teoriens «horisontproblem» (den nylige observasjonen av at den kosmiske bakgrunnsstrålingen så ut til å være ekstremt ensartet i hele universet, med nesten null varians, noe som var paradoksalt fordi det ikke burde ha vært nok tid da den kosmiske bakgrunnsstrålingen ble skapt til at den ene enden av kosmos kunne ha vært i kommunikasjon med den andre enden). Ifølge Guths teori om inflasjon eksploderte imidlertid universet så raskt at det ikke rakk å bryte den essensielle homogeniteten, og universet etter inflasjonen ville derfor ha vært svært ensartet, selv om delene ennå ikke var i kontakt med hverandre.
Guth la for første gang frem sine ideer om kosmisk inflasjon på et seminar ved Stanfords Linear Accelerator Center tidlig i 1980, og gikk fra å bekymre seg for jobbmulighetene sine til å bli overøst med tilbud over natten. Han vendte tilbake til MIT i 1980 og ble professor i fysikk i 1986.
En stund klarte han imidlertid ikke å finne en måte å stoppe inflasjonen på (slik at stjerner og galakser kunne dannes), ofte omtalt som «graceful exit»-problemet, og han anså sin egen teori som mislykket av den grunn. Men etter å ha lest en artikkel av den russiske fysikeren Andrei Linde (som hadde arbeidet med problemet på egen hånd) og videre arbeid av Paul Steinhardt (som også hadde arbeidet med «graceful exit»-problemet) i slutten av 1981, begynte han å utveksle artikler med disse andre teoretikerne, og de hjalp hverandre med å utvikle teorien om inflasjon, og det har vært mange videre forbedringer og revisjoner siden Guths opprinnelige modell.
I senere tid har Guth gitt uttrykk for at han tror at vårt univers bare er ett av utallige universer som har oppstått som en del av et multivers. Ifølge denne teorien tar den kosmiske inflasjonen aldri slutt, men fortsetter å ekspandere med eksponentiell hastighet, og nye universer skapes stadig som «bobler» i inflasjonsprosessen (på noen måter ligner denne teorien på Fred Hoyles diskrediterte steady-state-teori). Han mener at hele kosmos ble skapt av kvantefluktuasjoner ut av ingenting (noe han sier er helt forenlig med loven om bevaring av energi, ettersom den totale verdien av energi forblir null), og er sitert på at «universet er den ultimate gratislunsjen».
Guth fortsetter å forelese ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) og har skrevet mer enn 60 tekniske artikler om effektene av kosmisk inflasjon og dens samspill med partikkelfysikk. Han har vunnet en rekke priser og medaljer, blant annet International Center for Theoretical Physics Medal og Eddington-medaljen. Hans bok fra 1998, «The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins», ble en populær bestselger.
Oppdag vår følgende artikkel: Hvem var Alexandre Friedmann?