อลัน กัทธ์
กัทธ์ ที่วิทยาลัยทรินิตี้ เคมบริดจ์ปี 2007
เกิด	อลัน ฮาร์วีย์ กัทธ์ ( 27 กุมภาพันธ์ 1947 )27 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2490 นิวบรันสวิก รัฐนิวเจอร์ซีย์สหรัฐอเมริกา
การศึกษา	สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ( ปริญญาตรี , ปริญญาโท , ปริญญาเอก )
เป็นที่รู้จักในด้าน	ทฤษฎีบท การขยายตัวของจักรวาลของบอร์เด-กุธ-วิเลนกิน อินฟลาตอน
คู่สมรส	ซูซาน ทิช ​ ( ม.ค.  1971 )
เด็ก	2 คน รวมถึงแลร์รี่ กัทธ์
รางวัล	เหรียญรางวัลออสการ์ ไคลน์ (ปี 1991) เหรียญเบนจามิน แฟรงคลินสาขาฟิสิกส์ จาก สถาบันฟิสิกส์ แฟรงคลินเหรียญไอแซค นิวตัน (2009) รางวัลดิแรกจากศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎีนานาชาติในเมืองตรีเอ สเต รางวัลกรุเบอร์ สาขาจักรวาลวิทยา (2004) รางวัลความก้าวหน้า สาขาฟิสิกส์พื้นฐาน (2012) รางวัลคาวลี (ปี 2014)
เส้นทางอาชีพด้านวิทยาศาสตร์
ฟิลด์	จักรวาลวิทยา , ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี , ฟิสิกส์อนุภาค
สถาบันต่างๆ	เครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้น Princeton Columbia Cornell Stanford MIT
อาจารย์ที่ปรึกษาปริญญาเอก	ฟรานซิส อี. โลว์

Alan Harvey Guth ( / ɡ uː θ / ; เกิด 27 กุมภาพันธ์ 1947) เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีและนักจักรวาลวิทยา ชาวอเมริกัน ซึ่งดำรง ตำแหน่งศาสตราจารย์ Victor Weisskopfด้านฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ร่วมกับAlexei StarobinskyและAndrei Lindeเขาได้รับรางวัล Kavli Prize ประจำปี 2014 "สำหรับการบุกเบิกทฤษฎีการขยายตัวของจักรวาล" ^{[ 1 ]}งานวิจัยของ Guth มุ่งเน้นไปที่ ทฤษฎี อนุภาคพื้นฐานและวิธีที่ทฤษฎีอนุภาคสามารถนำไปใช้กับจักรวาล ยุคแรก ได้

เขาสำเร็จการศึกษาจาก MIT ในปี 1968 สาขาฟิสิกส์ และศึกษาต่อจนได้รับปริญญาโทและปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์เช่นกัน

ในฐานะนักฟิสิกส์อนุภาครุ่นเยาว์ Guth ได้พัฒนาแนวคิดเรื่องการขยายตัวของจักรวาลในปี 1979 ที่Cornellและได้บรรยายสัมมนาครั้งแรกในหัวข้อนี้ในเดือนมกราคม 1980 ^{[ 2 ] [ 3 ]}ต่อมาที่กลุ่มทฤษฎี SLACที่มหาวิทยาลัย Stanford Guth ได้เสนอแนวคิดเรื่องการขยายตัวของจักรวาลอย่างเป็นทางการในปี 1981 ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าจักรวาลที่เพิ่งเริ่มต้นได้ผ่านช่วงของการขยายตัวแบบเอกซ์โพเนนเชียลที่ขับเคลื่อนโดย ความหนาแน่น ของพลังงานสุญญากาศ ที่เป็นบวก (ความดันสุญญากาศที่เป็นลบ) ผลลัพธ์จาก ภารกิจ WMAPในปี 2006 ทำให้ข้อโต้แย้งเรื่องการขยายตัวของจักรวาลมีความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น

กัทเกิดในครอบครัวชาวยิว^{[ 4 ]}ในเมืองนิวบรันสวิก รัฐนิวเจอร์ซีย์ในปี 1947 และเติบโตขึ้นมาในไฮแลนด์พาร์ค ซึ่ง ^อยู่ ฝั่งตรงข้าม แม่น้ำราริตันโดยเขาเข้าเรียนในโรงเรียนรัฐบาลท้องถิ่น^{[ 5 ]}หลังจากเรียนจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ที่โรงเรียนมัธยมไฮแลนด์พาร์ค [ ^{6 ]}เขาออกจากโรงเรียนและลงทะเบียนเรียนในหลักสูตร 5 ปีที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ซึ่งเขาสามารถได้รับปริญญาตรีและปริญญาโทได้ภายในอีก 2 ปี^{[ 7 ]}กัทได้รับปริญญาตรีและปริญญาโทในปี 1969 และปริญญาเอกในปี 1972 ในปี 1971 เขาแต่งงานกับซูซาน ทิช คนรักสมัยเรียนมัธยมปลาย^{[ 6 ]}พวกเขามีลูก 2 คน คือลอว์เรนซ์ (เกิดปี 1977) และเจนนิเฟอร์ (เกิดปี 1983) ^{[ 8 ]}

Guth อยู่ที่Princetonตั้งแต่ปี 1971 ถึง 1974, Columbiaตั้งแต่ปี 1974 ถึง 1977, Cornellตั้งแต่ปี 1977 ถึง 1979 และStanford Linear Accelerator Center (SLAC) ตั้งแต่ปี 1979 ถึง 1980 เช่นเดียวกับนักฟิสิกส์หนุ่มคนอื่นๆ ใน ยุค เบบี้บูมเขาประสบปัญหาในการหางานประจำ เนื่องจากมีตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์น้อยกว่าจำนวนนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ที่ต้องการงานดังกล่าว ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "รุ่นของนักวิชาการที่สูญหาย" ^{[ 9 ]}

ในช่วงเริ่มต้นอาชีพการงาน กัทธ์ศึกษาฟิสิกส์อนุภาคไม่ใช่จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์งานแรกๆ ของกัทธ์ที่พรินซ์ตันคือการศึกษาควาร์กซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบขึ้นเป็นโปรตอนและนิวตรอน ที่โคลัมเบีย กัทธ์ศึกษาทฤษฎีการรวมแรงขั้นพื้นฐาน (GUTs) โดยมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนเฟสทางจักรวาลวิทยาที่เกิดจากการแตกสมมาตรโดยธรรมชาติทฤษฎี GUTs ส่วนใหญ่ทำนายการเกิดโมโนโพลแม่เหล็กในระหว่างการแตกสมมาตรโดยธรรมชาติ แต่ไม่เคยมีการตรวจพบมาก่อน—นี่คือปัญหา โมโนโพล

ขั้นตอนแรกของ Guth ในการพัฒนาทฤษฎีการขยายตัวของจักรวาลเกิดขึ้นที่ Cornell ในปี 1978 เมื่อเขาเข้าร่วมฟังการบรรยายของRobert Dickeเกี่ยวกับปัญหาความแบนราบของจักรวาล^{[ 10 ]} Dicke อธิบายว่าปัญหาความแบนราบแสดงให้เห็นว่ามีบางสิ่งที่สำคัญขาดหายไปจาก ทฤษฎี บิ๊กแบงในขณะนั้น ชะตากรรมของจักรวาลขึ้นอยู่กับความหนาแน่น หากความหนาแน่นของจักรวาลมากพอ มันจะยุบตัวลงเป็นเอกภาวะและหากความหนาแน่นที่แท้จริงของสสารในจักรวาลต่ำกว่าความหนาแน่นวิกฤต จักรวาลก็จะขยายใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ

ส่วนต่อไปในเส้นทางของ Guth เกิดขึ้นเมื่อเขาได้ฟังการบรรยายของSteven Weinbergในช่วงต้นปี 1979 ^{[ 11 ]} Weinberg บรรยายสองครั้งเกี่ยวกับทฤษฎีเอกภาพยิ่งใหญ่ (GUT) ซึ่งได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ปี 1974 และวิธีที่ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายปริมาณสสารมหาศาลในจักรวาลเมื่อเทียบกับปริมาณของปฏิสสาร GUT อธิบายแรงพื้นฐานทั้งหมดที่รู้จักในวิทยาศาสตร์ ยกเว้นแรงโน้มถ่วง มันระบุว่าในสภาวะที่ร้อนจัด เช่น สภาวะหลังบิ๊กแบง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่ง และแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอจะรวมกันเป็นแรงเดียว Weinberg ยังเป็นผู้ที่เน้นย้ำแนวคิดที่ว่าจักรวาลผ่านการเปลี่ยนเฟสคล้ายกับเฟสของสสาร เมื่อเปลี่ยนจากพลังงานสูงไปเป็นพลังงานต่ำ การอภิปรายของ Weinberg เกี่ยวกับเหตุผลที่สสารมีอิทธิพลเหนือปฏิสสารอย่างมาก แสดงให้ Guth เห็นว่าการคำนวณที่แม่นยำเกี่ยวกับอนุภาคสามารถทำได้โดยการศึกษาไม่กี่วินาทีแรกของจักรวาล

กัทธ์ตัดสินใจแก้ปัญหานี้โดยเสนอแนวคิดเรื่องการเย็นตัวยิ่งยวด (supercooling)ในช่วงการเปลี่ยนเฟสที่ล่าช้า ซึ่งดูเหมือนจะเป็นแนวทางที่มีศักยภาพมากในการแก้ ปัญหา โมโนโพลแม่เหล็กเมื่อกัทธ์และเฮนรี ไท ผู้ร่วมงานของเขาคิดค้นแนวคิด นี้ขึ้นมา กัทธ์ได้ไปอยู่ที่ศูนย์เร่งอนุภาคเชิงเส้นสแตนฟอร์ด (SLAC) เป็นเวลาหนึ่งปีแล้ว ไทแนะนำให้พวกเขาตรวจสอบว่าการขยายตัวของจักรวาลจะไม่ได้รับผลกระทบจากการเย็นตัวยิ่งยวด สถานะเย็นตัวยิ่งยวดเป็นสุญญากาศเทียม : มันเป็นสุญญากาศในแง่ที่ว่าเป็นสถานะที่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มันเป็น "เทียม" เพราะสถานะของมันไม่ถาวร สุญญากาศเทียมจะสลายตัว และกัทธ์พบว่าการสลายตัวของสุญญากาศเทียมในช่วงเริ่มต้นของจักรวาลจะทำให้เกิดการขยายตัวของอวกาศแบบเอกซ์ponential ซึ่งแก้ปัญหาโมโนโพลได้เนื่องจากสัดส่วนการขยายตัวจะลดความหนาแน่นของโมโนโพลลง

จากทฤษฎีของกูธ เขาตระหนักว่าเหตุผลที่จักรวาลดูเหมือนแบนราบนั้นเป็นเพราะมันขยายตัวใหญ่โตมหาศาลเมื่อเทียบกับขนาดดั้งเดิม มุมมองนี้คล้ายคลึงกับความแบนราบที่ปรากฏของโลกในระดับมนุษย์ เมื่อมองจากพื้นผิวโลก จักรวาล ที่สังเกตได้นั้นเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของ จักรวาล ที่แท้จริง เท่านั้น ทฤษฎีบิ๊กแบงแบบดั้งเดิมพบว่าค่าโอเมกาที่ใกล้เคียงกับ 1 นั้นน่าสงสัย เพราะค่าที่เบี่ยงเบนจาก 1 จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ในทฤษฎีเงินเฟ้อ ไม่ว่าโอเมกาจะเริ่มต้นที่ใด มันก็จะเข้าใกล้ 1 เนื่องจากขนาดของการขยายตัวของจักรวาล อันที่จริง การคาดการณ์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของทฤษฎีเงินเฟ้อคือ โอเมกาจะมีค่าเท่ากับ 1 อย่างแม่นยำ

สองสัปดาห์ต่อมา กัทได้ยินเพื่อนร่วมงานกำลังพูดคุยกันถึงสิ่งที่เรียกว่าปัญหาขอบฟ้ารังสีพื้นหลังไมโครเวฟที่ค้นพบโดยอาร์โน เพนเซียสและโรเบิร์ต วูดโรว์ วิลสันปรากฏว่ามีความสม่ำเสมออย่างมาก แทบไม่มีความแปรปรวนเลย ซึ่งดูขัดแย้งอย่างยิ่ง เพราะเมื่อรังสีถูกปล่อยออกมาประมาณ 300,000 ปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ เอกภพที่สังเกตได้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 90 ล้านปีแสงไม่มีเวลาให้ปลายด้านหนึ่งของจักรวาลสื่อสารกับปลายอีกด้านหนึ่งได้ เพราะพลังงานไม่สามารถเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสงได้ ความขัดแย้งนี้ได้รับการแก้ไข ดังที่กัทตระหนักได้ในไม่ช้า โดยทฤษฎีการขยายตัวของเอกภพ เนื่องจากภาวะการขยายตัวเริ่มต้นด้วยปริมาณสสารที่น้อยกว่าที่การระเบิดครั้งใหญ่คาดการณ์ไว้มาก ปริมาณที่น้อยมากจนทุกส่วนจะเชื่อมโยงกันในเชิงสาเหตุ เอกภพจึงขยายตัว และความสม่ำเสมอยังคงอยู่ เอกภพหลังจากการขยายตัวจะมีความสม่ำเสมอ แม้ว่าส่วนต่างๆ จะไม่สามารถส่งผลกระทบต่อกันได้ก็ตาม

Guth เปิดเผยแนวคิดเรื่องภาวะเงินเฟ้อครั้งแรกในการสัมมนาที่ SLAC ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2523 เขาเพิกเฉยต่อโมโนโพลแม่เหล็กเนื่องจากมันขึ้นอยู่กับสมมติฐานของ GUT ซึ่งอยู่นอกขอบเขตของการบรรยาย ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2523 เขาได้ส่งบทความเรื่อง "จักรวาลเงินเฟ้อ: วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาขอบฟ้าและความแบนราบ" ไปยังวารสารPhysical Review [ ^{12 ] ในบทความนี้ Guth ตั้งสมมติฐานว่าภาวะเงินเฟ้อของจักรวาลสามารถอธิบายได้หากจักรวาลเย็นตัวลงต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงเฟส ถึง} 28 อันดับ

ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1981 กัทธ์ได้อ่านบทความของอันเดรย์ ลินเด นักฟิสิกส์ชาวมอสโก ซึ่งกล่าวว่าจักรวาลทั้งหมดอยู่ภายในฟองอากาศเพียงฟองเดียว ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดถูกทำลายจากการชนกับผนัง ข้อสรุปนี้ได้มาจากการใช้สนามฮิกส์ที่มีกราฟพลังงาน ซึ่งเดิมทีเสนอโดยซิดนีย์ โคลแมนและเอริค ไวน์เบิร์กกัทธ์ได้หารือเรื่องนี้กับลินเด ซึ่งได้ทำงานวิจัยเกี่ยวกับการขยายตัวของฟองอากาศโดยอิสระ แต่ไม่ได้พิจารณาปัญหาความแบนราบ ในที่สุดลินเดและกัทธ์ก็ได้แลกเปลี่ยนบทความเกี่ยวกับเรื่องนี้กัน

ในปี พ.ศ. 2526 Guth ได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายว่าสถานการณ์จักรวาลที่เย็นจัดของเขานั้นไม่เหมาะสม เนื่องจาก "กลไกการกระตุ้น" เพื่อออกจากสถานะดังกล่าวจะต้องใช้ "การปรับพารามิเตอร์อย่างละเอียดมาก" และเขารู้สึกว่าจำเป็นต้องมีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นธรรมชาติมากกว่านี้^{[ 1 ] [ 13 ] [ 14 ]}อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้เขาล้มเลิกความเชื่อที่ว่าจักรวาลขยายตัวแบบทวีคูณในสุญญากาศในช่วงเริ่มต้นของชีวิต^{[ 15 ]}

ในอดีต Guth เคยศึกษาทฤษฎีเกจแลตติส โมโนโพลแม่เหล็กและอินสแตนตอนเครื่องจักรเวลาของ Gottและหัวข้ออื่นๆ อีกมากมายในฟิสิกส์เชิงทฤษฎี งานปัจจุบันของ Guth ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการคาดการณ์ความผันผวนของความหนาแน่นที่เกิดขึ้นจากภาวะเงินเฟ้อในรูปแบบต่างๆ เพื่อทดสอบกับข้อมูลที่สังเกตได้ และการตรวจสอบภาวะเงินเฟ้อในแบบจำลอง " โลกแบรน "

เขาเป็น ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ประจำ ตำแหน่ง Victor F. Weisskopfที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เขาได้เขียนบทความทางเทคนิคมากกว่า 60 เรื่องที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของภาวะเงินเฟ้อและการปฏิสัมพันธ์กับฟิสิกส์อนุภาค

กัทธ์ได้รับรางวัลและเหรียญมากมาย รวมถึงเหรียญรางวัลจากศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎีนานาชาติเมืองตรีเอสเต ประเทศอิตาลีร่วมกับอันเดรย์ ลินเดและพอล สไตน์ฮาร์ดท์และเหรียญรางวัลเอ็ดดิงตันในปี 1996 และเหรียญรางวัลไอแซค นิวตันในปี 2009ซึ่งมอบโดยสถาบันฟิสิกส์ แห่ง อังกฤษ

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2555 เขาเป็นผู้ได้รับรางวัลBreakthrough Prize สาขาฟิสิกส์พื้นฐาน คนแรก ซึ่งเป็นรางวัลที่นักฟิสิกส์และผู้ประกอบการอินเทอร์เน็ตยูริ มิลเนอร์เป็น ผู้ริเริ่ม ^{[ 16 ] [ 17 ]}

ในปี 2014 เขาได้รับรางวัล Kavliร่วมกับAndrei Lindeจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและ Alexei Starobinskyจากสถาบัน Landau สำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎี "สำหรับการบุกเบิกทฤษฎีการขยายตัวของจักรวาล" ^{[ 1 ] [ 18 ] [ 19 ]}ในปีเดียวกันนั้น Guth ได้รับรางวัล Golden Plate Award จากAmerican Academy of Achievement ^{[ 20 ]}

ในปี พ.ศ. 2548 Guth ได้รับรางวัลสำนักงานที่รกที่สุดในบอสตัน ซึ่งจัดโดยThe Boston Globeเพื่อนร่วมงานส่งเขาเข้าประกวดโดยหวังว่ามันจะทำให้เขารู้สึกอับอายจนต้องจัดระเบียบ^{[ 21 ]}แต่ Guth กลับภูมิใจกับรางวัลนี้มาก^{[ 22 ]}

• กัทธ์, อลัน (1997). จักรวาลที่ขยายตัว: การแสวงหาทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล . สำนักพิมพ์เพอร์ซีอุส. ISBN 0201328402.
• กัทธ์, อลัน (ฤดูใบไม้ร่วง 2002). "ภาวะเงินเฟ้อและยุคใหม่ของจักรวาลวิทยาความแม่นยำสูง" (PDF) . physics@mit . ภาควิชาฟิสิกส์ MIT

• ศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎี MIT
• ภาควิชาฟิสิกส์ MIT

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับAlan Guth

• เว็บไซต์ของ Alan H. Guth ที่ MIT
• ศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎี MIT
• อลัน กัทธ์ - " ภาวะเงินเฟ้อชั่วนิรันดร์ : ความสำเร็จและคำถาม "
• การเติบโตของภาวะเงินเฟ้อ , นิตยสารSymmetry , ธันวาคม 2547/มกราคม 2548
• การคาดเดาครั้งใหญ่ของกัทธ์ , นิตยสารดิสคัฟเวอร์ , เมษายน 2545
• รูปภาพเพิ่มเติม
• กาลอวกาศที่ขยายตัวนั้นยังไม่สมบูรณ์ในอดีต