Grundlagenphysiker des MIT

Im Juli war der Physikprofessor Alan Guth ’68, SM ’69, PhD ’72 erfreut, als er erfuhr, dass auf seinem Bankkonto zusätzliche 3 Millionen Dollar eingezahlt worden waren. Guth war einer von neun Physikern weltweit, die als erste Gewinner des Fundamental Physics Prize der Milner Foundation ihre Kassen so aufgewertet fanden.

Alan Guth ’68, SM ’69, PhD ’72, ist einer der neun ersten Gewinner des Fundamental Physics Prize.

Die diesjährigen Preisträger, die jeweils für ihre bisherigen Forschungsleistungen in der Physik geehrt wurden, bilden eine Auswahlkommission, die künftige Preisträger kürt. Nach diesem Jahr wird der Preis jährlich an einen oder mehrere Physiker für das verliehen, was die Milner Foundation in einer Erklärung als transformative Fortschritte auf diesem Gebiet bezeichnet.



Die Milner Foundation, gegründet vom russischen Internet-Unternehmer Yuri Milner, zitierte Guth für die Erfindung der inflationären Kosmologie und für seine Beiträge zur Theorie der Erzeugung kosmologischer Dichtefluktuationen, die aus Quantenfluktuationen im frühen Universum entstehen, sowie für seine laufenden Arbeiten zu das Problem der Definition von Wahrscheinlichkeiten in ewig aufblähenden Raumzeiten.

Guth, 65, ist seit 1980 Mitglied der MIT-Fakultät. Ein Großteil seiner Forschung beschäftigte sich mit der Anwendung der theoretischen Teilchenphysik auf das frühe Universum: Was kann uns die Teilchenphysik über die Geschichte des Universums sagen? Was kann uns die Kosmologie über die grundlegenden Naturgesetze sagen?

1980 schlug er vor, dass viele Merkmale unseres Universums, einschließlich seiner Gleichförmigkeit, durch ein kosmologisches Modell erklärt werden können, das er Inflation nannte – eine Modifikation der konventionellen Urknalltheorie, in der er postulierte, dass die Expansion des Universums durch eine abstoßende Gravitationskraft, die von einer exotischen Materie erzeugt wird. Nach mehr als 30 Jahren Entwicklung und Prüfung wird das Inflations-Universums-Modell heute von Physikern weitgehend akzeptiert.

Eine Folge der Inflation ist, dass kleine Quantenfluktuationen im frühen Universum auf astronomische Ausmaße ausgedehnt werden können und die Keime für die großräumige Struktur des Universums liefern; Guth und andere berechneten 1982 das vorhergesagte Spektrum dieser Schwankungen. Sie können heute als Wellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung gesehen werden, die erstmals 1992 vom COBE-Satelliten entdeckt wurden, und ihre Eigenschaften stimmen hervorragend mit dem überein, was die einfachsten Inflationsmodelle vorhersagen .

Ein weiteres faszinierendes Merkmal der Inflation ist, dass fast alle Versionen davon ewig sind: Wenn die Inflation einmal beginnt, hört sie nie ganz auf. Die Inflation hat in unserem Teil des Universums ein Ende gefunden, aber es ist wahrscheinlich, dass sie sehr weit weg andauert und für immer andauern wird. Guth hat jedoch mit Alex Vilenkin und Arvind Borde zusammengearbeitet, um zu zeigen, dass Inflation nicht immer stattgefunden hat. Im Gegenteil, sie fanden heraus, dass der Ära der Inflation etwas vorausgegangen sein muss und dass eine neue Physik – vielleicht eine Quantentheorie der Schöpfung – erforderlich wäre, um sie zu verstehen.

Guth hat sich auch mit dem heiklen Problem beschäftigt, wie man Wahrscheinlichkeiten in einem sich ewig aufblähenden Universum definiert, was schwierig ist, weil jedes mögliche Ereignis unendlich oft eintreten wird.

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