科学史上的今天 提出宇宙暴胀理论──古斯

惜颜705

1979年底，32岁的美国物理学家古斯一早起床即跨上单车，以前所未有的速度直奔史丹佛大学的研究室。他翻开笔记本，兴奋地写下昨晚初步计算后得出的重大发现：

惊人顿悟：这种过冷现象可以解释为什么今天的宇宙会平坦到如此惊人的程度，也因此可以解答狄克在爱因斯坦纪念日演讲时指出的精细吊诡。

阿兰.古斯

难怪古斯如此兴奋，因为他将提出宇宙暴胀理论，一举解决大霹雳模型无法解释的几个矛盾现象。而到目前为止，他仍然只是博士后研究的身份，所研究的又一直是极小的基本粒子，哪想得到会在一夕之间改写极大尺度的宇宙学理论呢？！

说起来，古斯的研究之路并不顺遂。他一开始研究束缚夸克的作用力，但在论文完成之际，另一种全新观点的量子色动力学已经用「色荷」提出完整的解释。他随即自修跟上更新的「规范场论」，但他在全盘了解之后，偏偏又选择研究有如独角兽的磁单极粒子（目前所知的所有磁铁都同时有南北极，但理论上是允许只有南极或北极的磁单极粒子存在），研究这种无法验证的粒子根本吃力不讨好，他只能在各大学寻找博士后研究的机会。

当他转到康乃尔大学，遇见来自香港的戴自海，从此改变了他的研究方向与未来。戴自海极力建议他把目光转向磁单极肯定存在的宇宙诞生之初，于是古斯又重新学习他原本不熟悉的宇宙学，不过他当初研读规范场论时掌握的对称性破缺、希格斯场此时都派上用场，当他到了史丹佛大学，一切水到渠成，在计算宇宙如何创生才导致现今宇宙看不到磁单极时，古斯发现宇宙必定历经至少一次比大霹雳理论更为激烈的指数性成长的暴胀（每10-34秒即加倍），在此阶段瞬间成长至少1026倍之后，膨胀速度才放缓。

古斯从粒子物理出发，最后同时解决了三个宇宙学的难题。暴胀意味着可观测宇宙其实出自于远比天文学家所以为还小的炽热微粒，具有相同温度，所以各处的宇宙背景辐射的温度才会如此均匀。而且暴胀的速度远大于光速，这代表目前我们观测到的宇宙只占真实宇宙极为微小的一部分，所以宇宙的空间曲率当然会接近于零，这就像在地表会以为地球是平的一样。而磁单极被稀释到整个真实宇宙后，在我们这个宇宙中就寥寥无几了。

古斯因为提出暴胀理论，马上脱离博士后研究员的身份，获得麻省理工学院的副教授职位。但他至今仍未获得诺贝尔奖，因为尚无证明暴胀的证据；原本以为我国物理学家郭兆林参与其中的团队已经发现重力波的踪迹，可以证实暴胀理论，不料结果只是星际尘埃作祟。古斯只能期待可以像希格斯那样，在有生之年见到暴胀理论的证据了。

原文地址：今日头条