在你的地下室创建一个宇宙实际上是安全的。
Alan Harvey Guth是美国理论物理学家和宇宙学家。Guth研究了基本粒子理论以及粒子理论如何适用于早期宇宙。他是麻省理工学院物理系Victor Weisskopf教授。与Alexei Starobinsky和Andrei Linde一起，他因"开创宇宙膨胀理论"而获得2014年卡夫利奖。
他于1968年从麻省理工学院毕业，获得物理学学位，并留校攻读硕士和博士学位，专业均为物理学。
作为一名初级粒子物理学家，Guth在1979年在康奈尔大学提出了宇宙膨胀的想法，并在1980年1月做了关于该主题的第一次讨论会。之后前往斯坦福大学，Guth在1981年正式提出了宇宙膨胀的想法，即新生宇宙经历了由正真空能量密度负真空压力驱动的指数膨胀阶段。2006年WMAP任务的结果使宇宙膨胀理论变得非常令人信服。
早年和教育
Guth在1947年出生在新泽西州New Brunswick的一个犹太家庭，在Raritan河对岸的Highland Park长大，在当地公立学校就读。在Highland Park高中三年级后，他离开学校，注册了麻省理工学院的一个五年制项目，可以在再花两年后获得学士和硕士学位。Guth在1969年获得学士和硕士学位，在1972年获得博士学位。1971年，他与高中时的女友Susan Tisch结婚。他们有两个孩子：Lawrence出生于1977年，Jennifer出生于1983年。
Guth在Princeton工作过1971到1974年，Columbia 1974到1977年，Cornell 1977到1979年，以及斯坦福直线加速器中心SLAC 1979到1980年。像许多其他婴儿潮时代的年轻物理学家一样，他很难找到一份永久工作，因为助理教授职位远少于寻求此类职位的年轻科学家，这种现象被称为"失落学者的一代"。
在职业生涯的开始，Guth研究的是粒子物理学，而不是物理宇宙学。Guth在Princeton最早的工作是对夸克的研究，夸克是组成质子和中子的基本粒子。在Columbia，Guth研究了大统一理论GUT，重点关注自发对称破缺产生的相变。大多数GUT预测在自发对称破缺期间产生磁单极子，但从未被发现——磁单极子问题。
职业生涯
膨胀理论
Guth开发其膨胀理论的第一步发生在1978年的Cornell，当时他参加了Robert Dicke关于宇宙平坦性问题的讲座。Dicke解释了平坦性问题如何表明当时大爆炸理论中缺少了一些重要的东西。宇宙的命运取决于其密度。如果宇宙的密度足够大，它会坍塌成一个奇点，如果宇宙中物质的实际密度低于临界密度，宇宙会越来越大。
Guth道路中的下一部分来自于1979年初他听到Steven Weinberg的讲座。Weinberg在两次讲座中谈论了自1974年以来开发的大统一理论GUT，以及它如何能够解释宇宙中相对于反物质数量的巨大物质数量。GUT解释了科学中已知的除重力外的所有基本力。它建立了在非常热的条件下，例如大爆炸后的条件下，电磁力、强核力和弱核力联合形成一种力。Weinberg还强调了宇宙经历相变的想法，类似于物质的相变，从高能到低能。Weinberg关于为什么物质比反物质占优势的讨论向Guth展示了如何通过研究宇宙最初几秒钟来获得关于粒子的精确计算。
Guth决定通过建议延迟相变期间的过冷来解决这个问题。这对于解决磁单极子问题似乎很有希望。当Guth和他的合作者Henry Tye想到这一点时，Guth已经前往斯坦福直线加速器中心SLAC工作一年。Tye建议他们检查宇宙的膨胀是否不会受到过冷的影响。过冷状态是假真空：它是真空的意义在于它是能量密度最低的可能状态；它是"假"的，因为它不是永久状态。假真空会衰变，Guth会发现惊人的是，宇宙开始时假真空的衰变会产生空间的指数膨胀。这解决了磁单极子问题，因为膨胀按比例减少了磁单极子密度。
Guth从他的理论中意识到，宇宙看起来是平的原因是它相对于其原始大小已经扩大到了压倒性的规模。这种观点类似于从地球表面看地球的明显平坦性，从人类的角度来看。可观测的宇宙实际上只是实际宇宙的一个非常小的部分。传统大爆炸理论发现欧米茄接近1的值令人困惑，因为任何偏离1的值都会迅速变得更大。在膨胀理论中，无论欧米茄从哪里开始，由于宇宙膨胀的规模，它都会接近1。事实上，膨胀理论的一个主要预测是欧米茄将被发现精确为1。
尽管名称如此，大爆炸理论实际上并不是真正的爆炸理论。它实际上只是关于爆炸后的理论。
两周后，Guth听到同事讨论一个叫做地平线问题的东西。由Arno Penzias和Robert Woodrow Wilson发现的微波背景辐射看起来极其均匀，几乎没有差异。这似乎非常矛盾，因为当辐射在大爆炸后约300,000年释放时，可观测宇宙的直径为9000万光年。宇宙的一端和另一端之间没有时间进行通信，因为能量不能比光速移动得更快。这个悖论，Guth很快意识到，由膨胀理论得到了解决。由于膨胀始于远小于大爆炸所假设的物质数量，数量之小使得所有部分都互相接触过。宇宙随后以相当于光速十亿倍的速率膨胀，均匀性保持不破。膨胀后的宇宙将非常均匀，即使其各部分不再能相互影响。
Guth在1980年1月首次在SLAC的一个讨论会上公开了他的膨胀理论想法。他忽视了磁单极子，因为它们基于GUT的假设，这超出了讲座的范围。1980年8月，他向Physical Review期刊提交了他的论文，题为"膨胀宇宙：地平线和平坦性问题的可能解决方案"。在这篇论文中Guth假设如果宇宙在相变所需临界温度以下过冷28个数量级，那么宇宙的膨胀可以被解释。
空间肯定比普通人可能意识到的要复杂得多。空间不仅仅是事物发生的空的背景。
1981年12月，Guth读到了莫斯科物理学家Andrei Linde的一篇论文，说整个宇宙只在一个气泡内，所以没有任何东西被墙碰撞摧毁。这个结论是使用Higgs场做出的，其能量图原本是由Sidney Coleman和Erick Weinberg提出的。Guth与Linde讨论了这个问题，Linde独立地一直在研究气泡膨胀，但没有考虑平坦性问题。Linde和Guth最终交换了关于该主题的论文。
到1983年，Guth已经发表了一篇论文，描述他的过冷宇宙场景并不理想，因为退出这样的状态的"触发机制"需要"参数的极端微调"，他认为需要更自然的解决方案。然而，这并没有阻止他相信宇宙在其早期生命中在真空中指数膨胀。
当前兴趣
过去Guth研究过格点规范理论、磁单极子和瞬子、Gott时间机器，以及理论物理中的许多其他主题。Guth目前的许多工作包括推断源于各种版本膨胀的密度波动，以对抗观测，以及在"膜世界"模型中研究膨胀。
Guth是麻省理工学院MIT物理系Victor F. Weisskopf教授。他撰写了60多篇与膨胀效应及其与粒子物理的相互作用有关的技术论文。
荣誉和奖项
他获得了许多奖项和奖章，包括国际理论物理中心奖章，位于意大利Trieste，与Andrei Linde和Paul Steinhardt一起获得，以及1996年的Eddington奖章，以及2009年Isaac Newton奖章，由英国物理研究所颁发。
2012年7月，他是基础物理奖的创始获奖者，该奖是由物理学家和互联网企业家Yuri Milner创立的。
2014年，他与Stanford University的Andrei Linde和Landau Institute for Theoretical Physics的Alexei Starobinsky共同获得了由挪威科学与文学院颁发的卡夫利奖，"因开创宇宙膨胀理论"。同年，Guth获得了美国成就学院的金牌奖。
2005年Guth赢得了波士顿最凌乱办公室奖，由波士顿环球报组织。他由希望这会促使他整理一下的同事提名，但Guth对这个奖相当自豪。
出版物
- Guth, Alan 1997. 膨胀宇宙：宇宙起源新理论的探索。Perseus Books。
- Guth, Alan 2002年秋季。"膨胀和高精度宇宙学的新时代"PDF。physics@mit。麻省理工学院物理系。
