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皇帝 | 2019-2-27 08:37:29

1979 年底,32 歲的美國物理學家古斯一早起床即跨上單車,以前所未有的速度直奔史丹佛大學的研究室。他翻開筆記本,興奮地寫下昨晚初步計算後得出的重大發現:

驚人頓悟:這種過冷現象可以解釋為什麼今天的宇宙會平坦到如此驚人的程度,也因此可以解答狄克在愛因斯坦紀念日演講時指出的精細弔詭。

難怪古斯如此興奮,因為他將提出宇宙暴脹理論,一舉解決大霹靂模型無法解釋的幾個矛盾現象。而到目前為止,他仍然只是博士後研究的身分,所研究的又一直是極小的基本粒子,哪想得到會在一夕之間改寫極大尺度的宇宙學理論呢?!

說起來,古斯的研究之路並不順遂。他一開始研究束縛誇克的作用力,但在論文完成之際,另一種全新觀點的量子色動力學已經用「色荷」提出完整的解釋。他隨即自修跟上更新的「規範場論」,但他在全盤了解之後,偏偏又選擇研究有如獨角獸的磁單極粒子(目前所知的所有磁鐵都同時有南北極,但理論上是允許只有南極或北極的磁單極粒子存在),研究這種無法驗證的粒子根本吃力不討好,他只能在各大學尋找博士後研究的機會。

當他轉到康乃爾大學,遇見來自香港的戴自海,從此改變了他的研究方向與未來。戴自海極力建議他把目光轉向磁單極肯定存在的宇宙誕生之初,於是古斯又重新學習他原本不熟悉的宇宙學,不過他當初研讀規範場論時掌握的對稱性破缺、希格斯場此時都派上用場,當他到了史丹佛大學,一切水到渠成,在計算宇宙如何創生才導致現今宇宙看不到磁單極時,古斯發現宇宙必定歷經至少一次比大霹靂理論更為激烈的指數性成長的暴脹(每 10-34 秒即加倍),在此階段瞬間成長至少 1026 倍之後,膨脹速度才放緩。

古斯從粒子物理出發,最後同時解決了三個宇宙學的難題。暴脹意味著可觀測宇宙其實出自於遠比天文學家所以為還小的熾熱微粒,具有相同溫度,所以各處的宇宙背景輻射的溫度才會如此均勻。而且暴脹的速度遠大於光速,這代表目前我們觀測到的宇宙只佔真實宇宙極為微小的一部分,所以宇宙的空間曲率當然會接近於零,這就像在地表會以為地球是平的一樣。而磁單極被稀釋到整個真實宇宙後,在我們這個宇宙中就寥寥無幾了。

古斯因為提出暴脹理論,馬上脫離博士後研究員的身分,獲得麻省理工學院的副教授職位。但他至今仍未獲得諾貝爾獎,因為尚無證明暴脹的證據;古斯只能期待可以像希格斯那樣,在有生之年見到暴脹理論的證據了。

資料引用於:http://history.pansci.asia/

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皇帝 | 2019-2-27 08:47:44

宇宙中有上千億的星系,平均每一星系又約有上千億的恆星及各類天體。相對的,天文學家也有較多的"樣品" ,可以拼湊出有關恆星與星系的完整理論。

但是我們只有一個宇宙,建構一個合理的宇宙論並不容易,所以宇宙論標準模型─大爆炸學說,仍然有許多尚未解決的難題。天文學家提出暴脹理論(inflationary theory) ,解釋/解決部份宇宙論標準模型的困難,但終極的宇宙論仍在建構之中。

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732
皇帝 | 2019-2-27 08:52:20

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idwang
王室 | 2019-2-27 14:58:07

對這些整天鑽研於研究的科學家

致最高的敬意
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732
皇帝 | 2019-2-27 15:10:18

idwang 發表於 2019-2-27 14:58
對這些整天鑽研於研究的科學家

致最高的敬意

感謝好友來無聊的帖子回覆!

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idwang + 4 樓主太有才啦!

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hamidh
大公爵 | 2019-2-27 15:21:32

"當他轉到康乃爾大學,遇見來自香港的戴自海", 不是來自台灣的 李登輝 ? 開玩笑勿怪
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