אלן גות': חלוץ הפיזיקה
אלן הארווי גות' (Alan Harvey Guth) הוא פיזיקאי תאורטי וקוסמולוג אמריקאי. גות' חקר את תאוריית החלקיקים האלמנטריים וכיצד תאוריית החלקיקים ישימה ליקום המוקדם. הוא פרופסור לפיזיקה ע"ש ויקטור וייסקופף במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). יחד עם אלכסיי סטרובניסקי ואנדריי לינדה, הוא זכה בפרס קאבלי לשנת 2014 "על חלוציות בתאוריית האינפלציה הקוסמית".
הוא סיים את לימודיו ב-MIT בשנת 1968 בפיזיקה ונשאר כדי לקבל תואר מוסמך ותואר דוקטור, אף הם בפיזיקה.
ראשית חייו ומקורותיו
כפיזיקאי חלקיקים זוטר, גות' פיתח את רעיון האינפלציה הקוסמית בשנת 1979 בקורנל והעביר את הסמינר הראשון שלו בנושא בינואר 1980. כשהוא עובר לאוניברסיטת סטנפורד, גות' הציע רשמית את רעיון האינפלציה הקוסמית בשנת 1981, הרעיון שהיקום הראשוני עבר שלב של התפשטות מעריכית שהונעה על ידי צפיפות אנרגיית ואקום חיובית ולחץ ואקום שלילי. תוצאות משימת WMAP בשנת 2006 הפכו את הטיעון בעד האינפלציה הקוסמית למשכנע מאוד.
גות' נולד למשפחה יהודית בניו ברנזוויק, ניו ג'רזי בשנת 1947 וגדל מעבר לנהר רריטן בהיילנד פארק, שם למד בבתי הספר הציבוריים המקומיים. לאחר שנתו השלישית בבית הספר התיכון היילנד פארק, הוא עזב את בית הספר ונרשם לתכנית חמש-שנתית במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס שם היה יכול לקבל את תואר הבוגר ותואר המוסמך שלו לאחר שנתיים נוספות. גות' השיג תואר בוגר ותואר מוסמך בשנת 1969 ותואר דוקטור בשנת 1972. בשנת 1971, הוא התחתן עם סוזן טיש, אהובתו מימי התיכון. יש להם שני ילדים: לורנס שנולד ב-1977 וג'ניפר שנולדה ב-1983.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →גות' היה בפרינסטון מ-1971 עד 1974, בקולומביה מ-1974 עד 1977, בקורנל מ-1977 עד 1979, ובמרכז המאיץ הקווי של סטנפורד (SLAC) מ-1979 עד 1980. כמו פיזיקאים צעירים רבים אחרים של עידן הבייבי בום, היה לו קשה למצוא משרה קבועה, משום שהיו הרבה פחות משרות מרצה בכיר מדענים צעירים שחיפשו משרות כאלה, תופעה שכונתה "דור החוקרים האבודים".
השכלה והכשרה
בתחילת הקריירה שלו, גות' למד פיזיקת חלקיקים, ולא קוסמולוגיה פיזיקלית. עבודתו המוקדמת ביותר של גות' בפרינסטון הייתה בחקר קווארקים, החלקיקים האלמנטריים המרכיבים פרוטונים וניוตรונים. בקולומביה, גות' למד תאוריות מאוחדות גדולות (GUTs), כשהוא מתמקד במעברי פאזה שנוצרים על ידי שבירת סימטריה ספונטנית. מרבית ה-GUTs חוזות יצירה של מונופולים מגנטיים במהלך שבירת סימטריה ספונטנית, אך אף אחד מהם לא גולה אי פעם—בעיית המונופול.
צעדו הראשון של גות' לפיתוח תאוריית האינפלציה שלו התרחש בקורנל בשנת 1978, כאשר הוא נכח בהרצאה של רוברט דיקי על בעיית הטיפוח (שטחיות) של היקום. דיקי הסביר כיצד בעיית השטחיות הראתה שמשהו משמעותי היה חסר מתאוריית המפץ הגדול באותה עת. גורל היקום היה תלוי בצפיפותו. אם צפיפות היקום הייתה גדולה מספיק, הוא היה לקרוס לתוך סינגולריות, ואם הצפיפות בפועל של החומר בקוסמוס הייתה נמוכה מהצפיפות הקריטית, היקום היה הופך לגדול הרבה יותר בהדרגה.
החלק הבא בנתיבו של גות' הגיע כאשר הוא שמע הרצאה של סטיבן ויינברג בתחילת 1979. ויינברג דיבר בשתי הרצאות על התאוריה המאוחדת הגדולה (GUT) שפותחה מאז 1974, וכיצד היא יכולה להסביר את הכמות העצומה של חומר ביקום בהשוואה לכמות האנטי-חומר. ה-GUT הסבירה את כל הכוחות היסודיים הידועים במדע פרט לכבידה. היא ביססה שבתנאים חמים מאוד, כמו אלה שאחרי המפץ הגדול, אלקטרומגנטיות, הכוח הגרעיני החזק, והכוח הגרעיני החלש היו מאוחדים כדי ליצור כוח אחד. ויינברג היה גם זה שהדגיש את הרעיון שהיקום עובר מעברי פאזה, בדומה לפאזות של חומר, במעבר מאנרגיה גבוהה לאנרגיה נמוכה. הדיון של ויינברג על הסיבה לכך שחומר כל כך הולט על אנטי-חומר הראה לגות' כיצד חישובים מדויקים על חלקיקים יכולים להתקבל על ידי חקר השניות הראשונות של היקום.
תגליות פורצות דרך
גות' החליט לפתור בעיה זו על ידי הצעת קירור-על במהלך מעבר פאזה משהושהה. זה נראה מבטיח מאוד לפתרון בעיית המונופול המגנטי. עד שהזמן שגות' והשותף שלו הנרי טאי הגיעו לרעיון זה, גות' עבר למרכז המאיץ הקווי של סטנפורד (SLAC) לשנה. טאי הציע שהם יבדקו שהתפשטות היקום לא תושפע מקירור-העל. מצב קירור-העל הוא ואקום שקרי: זהו ואקום במובן שהוא המצב של צפיפות האנרגיה הנמוכה ביותר האפשרית; הוא "שקרי" מכיוון שהוא אינו מצב קבוע. ואקומים שקריים דועכים, וגות' יגלה שמדהים ככל שיהיה, הדעיכה של הוואקום השקרי בתחילת היקום תפיק התפשטות מעריכית של המרחב. זה פתר את בעיית המונופול, מכיוון שההתפשטות מפחיתה יחסית את צפיפות המונופולים.
גות' הבין מהתאוריה שלו שהסיבה לכך שהיקום נראה שטוח הייתה שהוא גדל להיקף כה עצום