Paul J. Steinhardt는 소방대처럼 보이지 않습니다. 그의 안경과 단추가 달린 베어링으로, 그는 회계사 사무실에서 제자리를 벗어나지 않을 것입니다. 그러나 프린스턴 이론 과학 센터 (Princeton Center for Theoretical Science)의 이사는 학문적 교반기이며, 30 년 전에 자신이 자신이 창조하는 데 도움이 된 이론 인 우주의 유아기의 주요 이론을 비판합니다. 인플레이션이라고 불리는이 그림에 따르면 우주 자체는 빅뱅에서 우주 출생 직후 빛의 속도보다 더 빠르게 확장되어 10 억 분의 1의 2 억 분의 1에서 100,000 배의 크기가 두 배로 증가했습니다.
.그러나 일단 시작되면 인플레이션은 완전히 멈추기가 어렵 기 때문에 공간 주머니는 끊임없이 다른 특성을 가진 새로운 우주로 신진해야합니다. 그러한 다 폭대에서는 어딘가에서 일어날 수있는 모든 일이 일어날 것이며, 그것은 Steinhardt에게 치명적인 결함입니다. 그는 우리의 우주가 확장 기간과 수축 시대 사이에주기되는 대안 시나리오를 추구해 왔습니다. 그래서 빅뱅은 실제로 큰 바운스였습니다. 대부분의 다른 연구자들은이 접근법에 회의적이지만 Steinhardt는 무시되지 않습니다.
그리고 대체 계획에 대한 그의 검색은 우주론에 국한되지 않습니다. 수십 년 동안, 그는 원자가 결정으로 배열 될 수있는 다양한 방법을 숙고하여 이전에 불가능하다고 생각되는 배열이 실제로 허용된다는 것을 발견했습니다. 최근 몇 년 동안 그는 러시아 극동의 광야에 뛰어 들기 위해 자연에서 가장 희귀 한 배열을 찾기 위해 과학에 새로운 미네랄을 산출 한 원정대를 찾았습니다.
.미해결 퍼즐에 대한 Steinhardt의 열정과 과도한 과학 이론에 대한 그의 비판은 비디오 인터뷰에서 전시되어 있습니다.
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"빅뱅"이라는 용어는 무엇을 의미합니까?
인플레이션 이론에 따르면, 우주의 초기 확장은 어떻게 되었습니까?
우주의 확장 원인은 무엇입니까?
당신은 인플레이션의 비평가가되었습니다. 왜?
우발적 인 우주에 살 수 있다고 믿기에는 왜 그렇게 불안한가?
중력파의 존재를 뒷받침하는 최근의 발견에 대해 어떻게 생각하십니까?
당신은 인플레이션에 대한 대체 이론에 대해 노력하고 있습니다. 그들은 무엇입니까?
주기적 우주는 무엇입니까?
순환 우주 그림의 주요 비판은 무엇입니까?
우주의 전체 역사를 알 수 있습니까?
Higgs Boson은 우주론과 어떤 관련이 있습니까?
과학에 어떻게 들어 갔습니까?
노벨리스트 Richard Feynman에 대한 몇 가지 이야기를 공유 할 수 있습니까?
준 결정은 무엇입니까?
준 결정은 당신의 이름을 따서 명명되었습니다. 어떻게 그런 일이 일어 났습니까?
당신과 같은 인플레이션 연구원은 어떻게 준 결정을 공부 했습니까?
과학자가 아니라면 어떻게하겠습니까?
인터뷰 전사
“빅뱅”이라는 용어는 무엇을 의미합니까?
물리학 자들은 빅뱅에 대해 이야기 할 때 두 가지를 의미합니다. 우주론가들이 일반적으로 의미하는 바는 우주가 한때 덥고 밀도가 높았으며 확장되고 냉각되었다는 생각입니다. 따라서 비 과학자 인 사람들이 우리에게 물을 때 우리는 빅뱅 이론을 믿습니다. 그것은 보통 우리가 말하는 것입니다. 우주가 한때 뜨겁고 밀집되어 확장되고 냉각되었다는 증거가 있습니까? 그리고 대답은 다음과 같습니다. 그에 대한 압도적 인 증거가 있습니다. 대중이 일반적으로 빅뱅 이론에 대해 우리에게 물어 보면 다른 아이디어를 염두에두고 있습니다. 그들은이 빅뱅 자체, 빅뱅의 시작, 우주가 한 번에 존재하지 않았고 갑자기 아무것도없고 무언가로 튀어 나온다는 생각을 가지고 있습니다. 그리고 당신이 물리학 자에게 묻는다면 그들은 그 아이디어에 대해 확신을 가지고 있습니다. 대답은 아니오입니다. 우리가 그 순간으로 돌아갈 때 일어난 일에 대한 다른 아이디어가 있습니다. 사람들은 지난 세기에 그 당시에 일어난 일에 대한 아이디어를 가지고 있었고, 그것은 오늘날 우리가 우주론에서 가지고있는 많은 토론의 중심에있는 주제입니다.
.인플레이션 이론에 따르면 우주의 초기 확장은 무엇입니까?
예를 들어, 현재 당신과 나 사이의 공간이 현재이 속도로 뻗어 있다면, 당신은 음파를 보내거나 빛의 신호를 보낼 수있게함으로써 나에게 말하려고 할 것입니다. 그리고 우리 사이의 공간은 너무 빨리 뻗어 빛이 만들어야하거나 소리가 새로운 거리를 구성해야 할 것입니다. [공간]이 너무 빨리 만들어 질 것이기 때문에 [사운드 파/라이트 신호]는 결코 당신이나 당신의 나에게 가지 않을 것입니다. 우리는 서로를 보지 못하고 서로 의사 소통을 잃었습니다. 그것이 인플레이션에 대해 이야기 할 때 우리가 이야기하고있는 종류의 확장입니다.
그리고 전형적인 예에서, 인플레이션은 우주가 10 억, 10 억, 10 억, 10 억 일 때 인플레이션이 시작됩니다. 두 번째로, 그것은 약 10 억, 10 억, 10 억, 1 억, 아마도 10 억 배, 또는 백만 개의 이중, 또는 10 억 배의 2 배의 크기가 두 배가됩니다. 즉, 8 억, 10 억, 10 억, 짧은 시간이 지나면 핵보다 작은 지역이 우주를 둘러 볼 때 오늘 관찰 할 수있는 공간보다 훨씬 큰 크기로 날아갑니다. 우리는 우주의 유한 한 패치 만 본다. 그보다 엄청나게 더 크고 우리는 단지 작은 패치 일 것입니다. 우리가 관찰 할 것은 핵보다 한 번 작은 공간의 작은 패치 일 것입니다.
우주의 확장을 일으킨 이유는 무엇입니까?
우리는 인플레이션의 원인을 모릅니다. 지난 30 년 동안, 아마도 수백, 아마도 정확한 분야 또는 정확한 형태의 에너지에 대한 다른 제안을 가진 사람들과 함께 수백, 수천 개의 논문이있을 것입니다. 그들은 모두 자체적으로 재산을 가져야하는 재산을 가져야합니다. 그들은 모두이 가속 효과를 생산해야하지만, 그들의 정확한 아이디어는 많고 많은 다른 아이디어가 있습니다. 그 중 일부는 추가 차원의 사용을 포함합니다. 그 중 일부는 문자열 이론, 양자 문자열 또는 양자 뇌 (membranes)의 아이디어를 사용합니다. 많은 다른 아이디어, 그리고 당신이 당신이 선택할 때까지 어떤 아이디어를 선택하든 ... 오늘날 우리가 우주에서 관찰 한 것은 우리가 어떤 아이디어 중 하나가 올바른지 매우 예리하게 구별하는 데 도움이되지 않습니다. 우리는 몇 가지 가능성을 제거 할 수 있지만 많은 옵션이 있습니다.
그들은 모두 인플레이션이 끝나는 재산이 있어야합니다. 그리고 속성은… 나는 항상 한 가지를 의미합니다. 첫 번째 예가이 인플레이션을 얻는 재산 이후 이야기에 대해 저를 괴롭히는 것은 항상 모델의 조정이나 미세 조정이 포함되어 있다는 것입니다. 모든 모델에는 원하는 것을 얻기 위해 미세 조정 해야하는 매개 변수 나 계수 또는 기능이 있습니다. 당신이 그들을 올바르게 조정하지 않으면 당신은 우리가 관찰하는 것과 일치하지 않는 완전히 다른 것을 얻습니다. 따라서 우리는 내가 예쁜 이론이라고 부르는 것을 가지고 있지 않습니다.이 과정을 자연스럽게 설명하는 이론은 현재 문제 중 하나입니다. 우리가 관찰 한 것에 대한 무언가, 자연스러운 설명을 찾는 것입니다. 그리고 우리가 우주의 더 많은 속성을 관찰 할 때, 그것은 우리 모델에 더 엄격하고 더 엄격한 제약이됩니다.
당신은 인플레이션의 비평가가되었습니다. 왜?
우리가 발견 한 것은 가능하고 실제로 가능하며 결국 인플레이션이 시작되면 실제로 영원한 인플레이션을 피하기가 거의 어렵다는 것을 깨달았습니다. 일부 패치로 끝날 수는 있지만 항상 다른 우주 패치에서 계속 될 것이며, 계속되는 곳에서는 대다수의 우주를 차지할 수 있습니다. 그리고 그것이 끝나는 곳에서 패치를 계속 생성하지만, 팽창하는 패치는 항상 끝나는 지역을 능가하기 때문에, 당신은 그것이 계속되는 우주에서 작은 작은 반점이 된 패치 후 패치 후 패치로 끝납니다.
이제 끝나는 패치는 꽤 대단합니다. 우리를 포함 할만 큼 충분히 크다. 아마도 당신은 처음에는 걱정하지 않을 수도있다. 그러나 문제는 양자 물리학의 영향으로 인해 이러한 패치가 모두 동일하지 않다는 것입니다. 양자 물리학의 효과는 당신이 올바르게 포함시킬 때 일부 패치가 우리와 같은 상황으로 이어지지 만 일부 패치는 우리와는 다릅니다. 사실, 패치에서 패치로, 패치로 보면 우주의 모든 가능한 결과가 발생할 수 있으며 우리가 다른 것보다 더 많은 이유는 없습니다. 어떤 의미에서 우리는 우발적 인 우주 에서이 그림에서 살 것입니다. 우리는 우주를 단순하고 강력하게 결정적인 방식으로 설명하려고 노력하고 있으며,이 인플레이션 우주에서는 우리와 같이 우주에 사는 사고 인 것 같습니다. 광범위하게 다른 속성을 가질 수 있습니다.
왜 우리가 우발적 인 우주에 살 수 있다고 믿는 것은 불안한가?
우선, 우주가 대규모로 매우 단순하다는 사실. 복잡 할 수있는 것을 관찰하지만 매우 간단한 것으로 판명되면 왜 그런지에 대한 설명이 있다는 것이 비명을 지르고 있습니다. 이제 우연한 우주의 문제는 전혀 설명이 아니라는 것입니다. 그것은 우리가 이야기하는 형태의 과학 이론이 아닙니다. 모든 가능성을 허용한다는 의미에서. 상상할 수있는 모든 가능성을 허용한다면 그러한 개념을 반증 할 수있는 테스트 나 테스트 조합이 없습니다. 당신은 당신이 좋아한다면 그 아이디어를 가질 수는 있지만, 더 이상 과학의 영역에 있지 않습니다. 당신은 과학의 영역을 벗어난 일종의 형이상학이나 철학입니다.
따라서 인플레이션의 문제는 명확한 예측과 속성을 가진 것처럼 보이는 아이디어로 시작되었으며, 영원한 인플레이션의 발견으로, 다중 인 인플레이션이 발견되면 더 이상이 우연한 우주 그림으로 이동하여 더 이상 반증 할 수있는 테스트 또는 테스트 조합이없는이 우연한 우주 그림으로 옮겼습니다. 그것은 매우 유연합니다. 이것은 우리가 지금 이야기하고있는 유연성의 한 가지 형태 일뿐입니다. 다른 형태의 유연성을 가지고 있지만,이 다중 사람들이 아무것도 없기 때문에 매우 유연합니다. 그것은 또한 일어날 수 있습니다.”라고 알고 있습니다. 당신은 그냥 계속할 수 있습니다. 이론이 틀릴 수 있다는 것을 말할 수있는 것은 없습니다. 그리고 제가 말했듯이, 지난 400 년 동안 실천 된 정상 과학 영역 밖에 있습니다. 그래서 나는 그것이 매우… 일종의 실패 모드라고 부를 것입니다. 알다시피, 우리는 일반적으로 우리가 명확한 예측을하고, 관찰을하기 위해 가고, 동의하지 않기 때문에 실패하는 이론에 익숙합니다. 그것은 우리가 일반적으로 이해하는 과학입니다. 그것은 예측을하고 테스트를 받고 실패합니다. 이것은 다릅니다. 이것은 당신이 생각한 이론으로, 이제는 이런 종류의 무한한 길을 가지고 있다는 것을 알게되었으므로, 더 이상 평범한 과학적 아이디어가 아니라는 것을 의미합니다.
중력파의 존재를 뒷받침하는 최근의 발견에 대해 어떻게 생각하십니까?
그 신호의 원인이 무엇인지 확신 할 수 없습니다. 실제로 은하를 넘어 하늘의 깊은 부분에서 당신이 감지하려는 신호입니까? 은하계의 먼지로 인한 신호입니까? 먼지에서 흩어져 빛을 비틀겠습니까? 대기로 인해 발생하는 신호입니까? 내 탐지기와 함께 빛을 지속적으로 변동하고 왜곡하고 있습니까? 지면에서 튀어 나와 내 탐지기로 들어와 그런 식으로 왜곡되는 것은 가볍습니까? 아니면 탐지기의 렌즈에 의해 왜곡되는 가벼운가? 단일 주파수만으로 살펴 봐야 할 소스가 많이 있습니다. 그래서 그들이하려고했던 것은 극히 어려웠고 내가 할 수있는 것보다 더 많은 것이었고, 박쥐에서 바로 걱정해야 할 이유가 있었고 가장 큰 관심사는 우리 은하의 먼지를 적절히 고려했다면? 이것이 바로 사람들 이이 시점까지 가장 집중하고있는 문제입니다.
우리는 우리 자신의 은하에 먼지가 있다는 것을 알고 있기 때문에, 먼지는 그 속성이 흩어지는 빛이 양극화되고 빛이 올 때 우리에게 흩어져있는 말로, 먼지에서 흩어져 있습니다. 가능한 모든 방향으로 진동하는 전기장으로 빛을 향해 오는 빛 대신, 일부 방향은 흩어지는 특정한 먼지 입자에 따라 다른 방향보다 선호됩니다. 이것이 바로 BICEP2가 측정하려고했던 것입니다. 먼지에 의한 것이 아니라 초기 우주에서 중력파로 인해 빛의 분극이있었습니다. 그러나 그들은 스스로를 구별 할 수 없습니다. 먼지? 아니면 중력파였습니까?
이제 여러 그룹이 자신이 한 일을 개선하려고 노력했으며 대부분의 먼지는 큰 기여자이며 아마도 그들이보고있는 신호의 전체 원인이라고 결론을 내 렸습니다. 그리고 우리는 지금 Planck 위성 실험의 결과를 기다리고 있습니다. Planck Satellite 실험의 결과를 기다리고 있습니다.이 실험은 Bicep2 팀이 측정 한 하늘의 특정 지역에 대한 자세한지도를 제시해야하며,이 중력파를 보았을 가능성에 대해 더 많이 말할 수 있습니다. (관련 블로그 게시물,“중력파에 대한 흥분이 추락하는 것”을 참조하십시오. Planck 팀의 분극 신호는 중력파보다는 먼지로 완전히 설명 될 수 있다는 Planck 팀의 발견에 대해보고합니다.) .
당신은 인플레이션에 대한 대체 이론을 연구 해 왔습니다. 그들은 무엇입니까?
빅뱅에서 시작하지 않으면 어떻게해야합니까? 어쩌면 그것은 공간과 시간의 시작이 아닐 수도 있습니다. 아마도 우리가 강타로 생각하는 것은 실제로 바운스 일 것입니다. 기존의 단계에서의 전환 - 수축에 대한 말은 확장으로 바운스됩니다. 이제 갑자기 바운스 전, 뱅 앞에 완전히 새로운 시간의 영역이 있습니다.
그래서 내가 일한 이론에는 그 재산이 있습니다. 그들은 강타를 바운스로 바꾸고, 계약 우주에서 자동으로 우주를 평평하게하고 매끄럽게하는 경향이있을 때 자연스럽게 발생하는 과정을 소개합니다. 그런 다음 양자 물리학을 추가하여 이러한 무작위 양자 변동으로 인해 다른 시간에 공간 수축의 분기 영역을 추가합니다. Quantum Physics는 허용하지 않습니다. 따라서 수축 속도의 약간의 불균일성은 변동, 온도의 변화 및 바운스 후 밀도로 해석되며, 이는 전자 레인지 배경에서 볼 수있는 변동이 생성됩니다. 그러나이 수축 과정은 매우 빠른 인플레이션 확장에 비해 매우 부드럽고 느리고 느리기 때문에 인플레이션이하는 높은 진폭 중력파, 큰 중력파를 생성하는 폭력적인 영향을 미치지 않습니다. 대신 그것은 관찰하기에는 훨씬 약하고 훨씬 약한 중력파를 생성합니다.
우리는보다 현실적이고 현대적인 버전을 가지고 있으며,이 버전은 모든 일이 일어날 수 있고 완전히 예측할 수없는 다중 버전을 생성합니다. 그리고 우리는 튀는 이론에서 이론을 가지고있는 이론이 있습니다. 우리는이 종류의 특정 종류의 중력파를 보지 말아야합니다. 이런 종류의 튀는 이론에서는 이러한 중력파를 보지 말아야합니다. 그리고 그것은 현재 우리가 알고있는 모델의 스펙트럼이며 아직 찾을 수없는 다른 모델이있을 수 있습니다.
주기적 우주는 무엇입니까?
내가 방금 설명했던 튀는 모델은 내가 단일 바운스에 대해서만 이야기 한 모델입니다. 가장 최근의 Bang을 만들고 그것이 바운스라고 가정하고, 그 경우에 우리가 보는 매끄러움을 설명하는 스무딩의 가능성을 열어서, 그 바운스 전에 수축 기간 동안 생성되었습니다.
이야기를 조금 확장하십시오. 유일한 바운스 였나요? 바운스 시퀀스가 있었을까요? 일종의 에피소드 또는 주기적 우주가 있었을까요? 그렇습니다. 그 모든 것들은 자연스러운 가능성입니다. 그것들은 자연스러운 가능성이지만, 각 수축 기간 동안, 그리고 각각의 선행 동안… 이 과정의 간접적 인 증거를 찾아야합니다.
따라서 초기주기의 직접적인 증거는 보이지 않지만, 당신은 매끄러움과 평평성과 중력파가 없다는 사실과 이런 종류의 에피소드 또는 순환 우주에 의해 설명 된 다른 특성을 볼 수 있다는 사실에 근거하여 존재할 수 있습니다. 이제 이론적으로 그 가능성이 있으면 질문을 잘 물을 수 있습니다. 어떻게 시작 했습니까? 시작이 있었습니까? 아마도. 그것은 시작을 가졌을 수도 있고 정기적 인 패턴으로 정착했을 수도 있고, 이론적으로 말할 수있는 한, 그것은 과거와 영원히 미래로 영원히 계속되었을 수도 있습니다. 그래서 ... 시작의 문제를 해결하는 방법은 시작이 없다는 것입니다. 그것은 항상 과거에 영원히 그리고 미래에 영원히이 일을하고있었습니다.
주기적 우주 그림의 주요 비판은 무엇입니까?
남은 문제는 바운스 자체입니다. 바운스에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지, 물리학이 바운스에 묘사하는 것과 거기에 사람들이 가진 몇 가지 작업 아이디어가 있습니다. 어떤 경우에는, 일부는 우주가 한 지점에 수축 한 다음 스스로 역전 된 바운스에 대해 생각하고 제로 크기에 도달하기 전에 바로 확장하기 시작합니다. 양자 중력의 영향에 대해 걱정해야합니다. 그래서 우리는 두 가지 예를 만들었습니다. 그런 다음 [다른]이 아니오라고 말하는 예가 있습니다. 계속해서 밀어서 양자 중력이 자연스럽게 바운스로 이어질 지 여부를 탐색 할 수 있는지 알아 보겠습니다. 이제 두 아이디어가 개발 중입니다.
그리고 내 견해는 이것이 핵심 문제입니다. 우리 가이 바운스를 가질 수 있는지 여부는 기본 물리와 우주론의 주요 문제입니다. 그것은 양자 중력의 기본 물리학, 우주론 문제와 관련이 있습니다. 스무딩이 전에 발생했을 수 있습니까? Multiverse 문제를 피할 수 있습니까? 그들은 관련이 있습니다. 알다시피,이 모든 것들이 함께 묶여 있으며 21 세기에 들어서면서 우리가 집중해야 할 중요한 문제라고 생각합니다. 우리가 불가능하다는 것을 보여줄 수 있다면, 우리는 여러 사람을 이기고, 반드시 승리해야한다는 것을 보여줄 수 있기 때문에 우리가 집중해야 할 주요 문제입니다. 그것을 통제하십시오. 가능하다면 인플레이션과 다중 사람들보다 훨씬 간단한 아이디어라고 생각합니다. 그것을 버리고, 나는이 튀는 아이디어가 우리가 관찰하는 단순한 우주를 설명하는 우주를 설명하는 훨씬 간단한 방법이라고 생각합니다.
우주의 전체 역사를 알 수 있습니까?
이 시점에서 우주의 역사를 알아낼 수 있다는 것에 대해 낙관적입니다. 왜냐하면 우리가 대규모로 관찰 한 것은이 특별한 단순성이기 때문입니다. 그것이 복잡하다면, 복잡한 소시지 제작 기계에서 나온 것처럼 보인다면, 당신은 내가 그것의 한 부분 만 관찰 할 수 있고 소시지의 작은 조각 만 볼 수 있다는 사실을 잘 말할 것입니다. 그러나 그것은 우리가 관찰하는 것이 아닙니다. 우리는 복잡한 소시지를 관찰하지 않고 있습니다. 우리는 우주를 대규모로 묘사하기 위해 유니폼을 입고 특징이없는 특별한 상징을 관찰하고 있습니다.
또한 기본 물리학이 당신이 알고 있다면… 그래서… 현재, 나는 큰 규모에서 관찰 된 매혹적인 단순성이 있다고 말하고 있습니다. 작은 규모에서 관찰되는 매혹적인 단순성이 있습니다. 그것은 우리가 너무 적은 양의 자유를 가진 매우 간단한 솔루션을 찾고 있어야한다는 것을 낙관적으로 만들어야합니다. 그래서 당신은 당신이 할 수있는 자유도가 적게서, 당신은 그것이 우리가 관찰하는 것을 설명하기 위해 매우 현명한 설득력있는 모델이라는 것을 즉시 인식 할 수있을 것입니다.
.Higgs Boson은 우주론과 어떤 관련이 있습니까 ?
큰 Hadron Collider가 모든 입자가 높은 것으로 보이는 것을 보았다고 가정하면 합리적으로 높은 에너지 가이 분석에서 나오는 놀라운 결과가 있습니다. 그리고 그것은 우리의 현재 우주가 주목할만한 상태에 있다는 것입니다. 우주에서 가장 낮은 에너지 상태에있는 대신 실제로는 최소값에 비해 상대적으로 높은 에너지 상태에 있습니다. 그것은 큰 에너지 장벽에 의해 최소값과 분리되어 있기 때문에 우리는 우리가있는 상태에 있으며 즉시 저 에너지 상태로 점프하지 않습니다. 그러나 궁극적 으로이 사진이 올바른 경우, 우리는 안정적인 상태에있을 수 없습니다. 결국, 일종의 양자 변동이나 열 변동이 우리를 쫓아 내고 우리는 더 이상 현재 진공 상태에 있지 않을 것입니다.
따라서 우리의 진공 상태에서 진공 상태가 아닌 진공 상태에있는 대신 진공의 에너지가 비교적 작고 긍정적이며, 오늘날의 방식이 아닌 우주에있는 대신에 우주가…
이런 종류의 아이디어는 내가 묘사 한 주기적 우주의 종류에서 이것이 바로 그 사실이기 때문에 흥미 롭습니다. 우주가 순환 될 경우, 현재의 가속 우주에 남아있을 수 없으며, 결국 가속도를 끝내고 수축 단계에 들어가야합니다. 여기에 Higgs가 있습니다. 아마도 그 힌트를 제공 할 수 있습니다. 그런 다음 계약을 맺을 때 바운스가 바운스하면 Higgs가 현재 진공 상태로 돌아 오게 될 것이지만 이제는 뜨겁고 다시 확장되는 우주에서는 은하와 별을 확장하고 냉각시키고 형성하는 과정이 다시 시작될 수 있습니다.
따라서 우리가 일반적으로 우주론으로 생각하지 않는 대형 Hadron Collider 에서이 작업은 우리가 전혀 iggs가 있는지 볼 수 있는지 볼 수 있는지 확인하도록 설계되었습니다. 우주론에 대해 잠재적으로 흥미로운 것으로 판명되었습니다. 훨씬 더 흥미로운 물리학에 대해서도 우리가 새로운 가능성에 대한 시각이 될 수 있었기 때문에 훨씬 더 흥미로울 수 있습니다. Higgs는 우리를 가리키고 있습니다.
과학에 어떻게 들어 갔습니까?
나는 유아 였을 때부터 항상 과학자가되고 싶었다고 생각합니다. 아버지는 나에게 과학자가 아니고 변호사였습니다. 어떤 이유로 든 과학자에 관한 이야기를 들려 주었고 과학에서 사물을 발견했으며 이전에는 아무도 알지 못했던 새로운 것을 발견하기 위해 흥미 진진한 소리를 냈습니다. 나는 방금 매우 스릴 넘치는 것을 알았고 항상 어떤 종류의 과학자가되고 싶었습니다. 그래서 당신은 내가 당신이 알고있는 첫 번째 책에서, 내 모든 경험은… 과학은 항상 내 인생의 큰 부분이었습니다. 그리고 자라면서 자라면서 나는 생물학 실험실, 망원경 사이에 화학 실험실을 가지고 있었고, 그런 종류의 일을하면서 내가 할 수있는 많은 연구를했습니다. 당신은 내가 할 수있는 한 젊은 연구에 참여하는 것을 알고 있습니다.
내가 그 시점까지 거의 노출되지 않은 한 가지 영역은 물리학이었고 Caltech의 학부생이 될 때까지 나는 고등학교에서 물리학을 택했지만 꽤 많은 과정 이었지만 처음으로 물리학이 Caltech와 나는 Caltech의 학부생이라는 것을 깨달았습니다. Caltech와 저는 처음으로 두 번의 모습을 알았을 때, 당신은… Richard Feynman을 포함한 사람들과 나는 완전히 팔렸습니다. 그것이 제가하고 싶은 과학이었습니다. 그런 다음 물리학의 다른 영역을 탐험하기 시작했습니다. 앞서 언급했듯이, 그것은 실제로 박사후의 역사였으며, 나는 우주론 과정을 수강 한 적이 없었습니다. 그 이후로 우리 연구 생활의 큰 부분을 차지한 Alan Guth의 강의를 시작했습니다.
노벨리스트 Richard Feynman에 대한 이야기를 공유 할 수 있습니까?
나는 Feynman과 몇 가지 상호 작용을했습니다. 나는 그와 함께“Physics X”라는 코스를 시작했습니다. 저의 룸메이트와 나는 그가 매주 그가 올“물리학 X”를 발표 한“의사 코스”를 기꺼이 가르 칠 기꺼이 그를 기꺼이 가르 칠 것인지 물었다. 그리고 그것은 문자 그대로 토론이지도 전체에 걸쳐 있었기 때문에 정말 스릴이었습니다. 그것은 당신이 아는 것, 당신이 물어볼 수있는 입자 물리학에 대한 명백한 것들에 관한 것이 아닙니다. 그는 특히 그런 종류의 질문을 좋아하지 않았습니다. 그는 당신이 현상, 신비한 현상을 가져 오기를 원했습니다. 그래서 그것은 저에게 정말 중요한 영향력있는 경험이었습니다.
그리고 나서 나는 또한 그와 함께 선임 논문 프로젝트를 수행했기 때문에 그것은 또 다른 경험이 있었기 때문에 BICEP2 이후로 돌아온 과학에 대한 나의 생각을 포함하여 내 생각에 진정한 표식을 남겼습니다. BICEP2는 많은 흥미로운 토론을 가져 왔습니다. 과학자들이 과학의 본질에 대해 과학자들에 대해 토론 할 필요가 없을 것이라고 생각할 것입니다. 이것들은 내가 Feynman의 마음에 매우 명확하다고 생각하는 문제였으며, 나는 전통적인 말을했을 것입니다. 나는 전통적인 말을했을 것입니다. 확실히 내 마음에 전통적이며 매우 명확합니다. 그러나, 당신은 당신이 위조 할 수없는 이론을 가지고 있다는 것을 알고 있다는 사실을 알고 있습니다. 날.
준 결정은 무엇입니까?
1980 년대에, 내 학생과 나는 원자와 분자가 결정에 불가능한 패턴으로 스스로를 구성 할 수 있지만 무작위는 아니라고 가설을 세웠습니다. 실제로 그들은 결정, 패턴이하는 대칭을 가질 것입니다. 그러나 결정이 가질 수없는 대칭.
따라서 200 년 동안 원자가 원자 또는 원자의 클러스터가 정기적으로 반복되는 특정 패턴으로 빌딩 블록처럼 구성 할 수있는 것으로 알려져 있습니다. 그것이 결정을 결정으로 만드는 것입니다. 그리고 제가 빌딩 블록에서 물건을 만들면 거의 200 년 동안 알려져 있으며, 가능한 특정 대칭 만 있습니다. 따라서 최근까지 본질적으로 관찰하는 모든 결정은 19 세기에 32 개의 대칭 가능성 중 하나만 준수합니다. 우리가 그 시점까지 알고있는 모든 것은 그런 식으로 살았습니다.
그러나 우리가 보여준 것은 내 학생, Dov Levine과 내가 보여준 것은 단일 반복 단위에 대한 아이디어에서 벗어나면 두 개의 반복 단위를 말하면 다른 주파수에서 반복되는 두 개의 반복 된 원자가 갑자기 불가능한 대칭이 가능해진다는 것입니다. 예를 들어, 결정은 결코 5 배 대칭을 갖는 모든 종류의 구조로 결코 조직 할 수 없습니다. 그것은 결정에 금지되어 있습니다. 그러나 준 결정이라고 부르는 제도, 우리가 생각했던 시스템은 할 수 있습니다. 사실, 그들은 축구 공의 대칭으로 스스로를 정리하고 견고하게 형성 할 수 있습니다. 이는 많은 펜타곤, 5 배 대칭의 여러 가지 축을 알고 있습니다. 우리는 그런 종류의 구조를 얻을 수도 있습니다. 그리고 우리 가이 아이디어를 연구하는 동안 Dan Shechtman이 이끄는 National Bureau of Standards의 그룹이 있었는데, 이들은 다양한 알루미늄 합금을보고 있었고, 5 배 대칭을 가진 회절 패턴을 만들어 내고 결정학 법칙과 일치하지 않는 회절 패턴을 발견했습니다. 그들은 그것에 대한 설명이 없었지만, 그들은 다음과 같이 말했습니다.“여기 있습니다! 우리는 그것을 이해하지 못하지만 여기에 가능성이 있습니다. " 그리고 그것은 그들이 우리가 가설 적으로 예측 한 패턴의 종류와 정확하게 일치하는 패턴을 발견했습니다. 그리고 그것이 그 생각이 어떻게, 그것이 준결승의 발견이 어떻게 이루어 졌는지, 즉 가설적인 아이디어와 실험 아이디어가 실제로 관련이 있다는 것을 깨달았으며 2011 년에 Dan Shechtman은 그의 첫 번째 Quasicrystal을 부르는 그의 발견으로 화학에서 노벨상을 수상했습니다.
준 결정은 당신의 이름을 따서 명명되었습니다. 어떻게 일어 났습니까?
1984 년 이래로 발견 된 모든 준결승은 최근까지 실험실에서 합성 적으로 발견되었으며 사람들은 심지어이를 요구한다고 주장했다. 그것들은 그렇게 섬세한 형태의 물질이었고, 그들은 그런 식으로 만 형성 할 수 있었지만, 이론적 추론에 근거한 나의 생각은 왜 그런지에 대한 이유가 없었다는 것을 알고 있습니다. 일부 준결승은 에너지 적으로 안정적 일 수 있으며, 그렇다면 아마도 자연에서 발견 될 수 있습니다. 그래서 저는 1998 년경에 자연 준결승을 찾기위한 전 세계적으로 검색을 시작했으며 그와 함께 진행되는 긴 이야기가 있었지만 약 10 년 후 우리는 실제로 미네랄 학자 인 Luca Bindi 덕분에 피렌체 박물관에서 샘플을 찾았습니다. We found a sample of quasicrystal in a very complicated rock and there’s no question it was a quasicrystal so that could have been the end of the story, but what happened was that when we began to show this rock to geologists, or our results to geologists, they became very skeptical that it could possibly be natural. Not because it was a quasicrystal, but because it… of the particular chemistry of our quasicrystal. It had metallic aluminum in it and aluminum has a strong affinity for oxygen—so in nature, there’s lots of aluminum but there’s no metallic aluminum unless you go to as aluminum foundry. So they said this must come from an aluminum foundry, not from nature.
So that then launched a quest to try to figure out where this guy came from—where the sample from Florence came from—and over the next two years we eventually were able to show that it came from a very obscure region of far Eastern Russia, was found in the ground, was not formed in a foundry, and was actually part of a meteorite that fell there—probably about 10,000 years ago—and a meteorite that comes from the very beginning of the solar system, about 4 and a half billion years ago, so our quasicrystal’s about 4 and a half billion years old. And then I put together a geological expedition… I put together a geological expedition to go there to look for more samples, which we found, because we only had the one in the museum to begin with, and we found more and it not only had the quasicrystal but it had other new minerals that had never been seen before. And one of them is a mixture of aluminum, iron, and nickel and the team decided… so when you find a new mineral you have to write a paper explaining its properties and then you have to post a name for it and they did me the honor of calling it Steinhardtite. So that’s the Steinhardtite mineral. It’s one of the minerals found this meteorite that’s 4 and a half billion years old and that includes the first known natural quasicrystal.
How did an inflation researcher like you come to study quasicrystals?
I came to physics rather late, so when I decided I was interested in physics, I had to find out what area of physics I wanted to investigate. So what I decided to do was spend, you know, each of my undergraduate years exploring some area of science, physics rather, to decide which one I would want to choose, figuring at the end I would choose one. But what actually… I didn’t choose. Every one of those experiences led to some, you know, by some trajectory or another, to other projects that continued, almost all of them up to the present day, including spending a summer at Yale University studying, what was originally their structure of amorphous silicon—so silicon when you cool it rapidly will form a random network, and its properties have never been… were at that time and even today aren’t really fully understood, so I started on that project. That got me interested into thinking about what kind of structures, atoms, and molecules can form. Do they have to really conform to the rules of crystallography? And then again like most of you know these stories, there’s a long circuitous story—trying different things, failing, eventually led to the idea of quasicrystals.
I’m always looking around for good problems to work on so I don’t have any rules about what problems I work on, I have to… but I need an idea. So I’m always listening, to lots of different areas of science in hopes that I’ll find a good puzzle.
What would you be if you weren’t a scientist?
흠. That’s tough because really, that’s the only thing I’ve been thinking about. What would I be doing if I were not a scientist? Well I’d probably be teaching something about science. Yeah, I wouldn’t be a scientist but I’d probably be a teacher of some sort. At least I could… you know, I enjoy learning about it as well as doing research in it. But it’s hard for me to believe that I wouldn’t be doing research in it—at least tinkering on my own.
Maggie McKee is a freelance science writer focusing mainly on astronomy and physics. Previously an editor at New Scientist and Astronomy, she lives near Boston with her husband.
