Alan Guth fue un destacado físico teórico y cosmólogo de Estados Unidos, entre sus aportes más importantes destaca su teoría inflacionaria del Universo. En el artículo de hoy nos dedicaremos a realizar un recorrido sobre los aspectos relevantes de su vida, así como una explicación acerca de esta tan aclamada teoría para el ámbito de la astronomía.
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Biografía de Alan Guth
Alan Guth nació el 27 de febrero en la cuidad de New Brunswick, Nueva Jersey, en 1947. Su educación primaria y secundaria estuvo centrada en las escuelas públicas de Highland Park, Nueva Jersey, no obstante, gracias a sus altas calificaciones durante todo el segundo periodo quedo exento de cursar el último año de la secundaria y fue directo al Instituto de Tecnología de Massachussets. Su estadía en el instituto fue desde 1964 hasta 1971, recibió su diploma por física y permaneció un tiempo más para su maestría y doctorado también en la carrera.
Dado sus altos estudios en el ámbito de la física, sus investigaciones estuvieron dirigida al estudio de partículas en el Universo. A partir de esto, desarrolló su teoría inflacionaria en el año 1979 en Cornell luego de haber acudido a una conferencia acerca de la teoría del big bang por el astrónomo estadounidense Robert Dicke, la cual expone que el Universo junto con sus planetas, galaxias y demás se formaron a partir de una explosión en el vacío del espacio.
No obstante, su teoría inflacionaria del Universo no fue expuesta hasta el año 1981, mientras se encontraba en la universidad de Stanford. El argumento central de la misma dictaba que el Universo se encontraba desde un inicio en un pase de expansión. Con esto hacía referencia a que las galaxias dentro del Universo se iban haciendo más y más grandes.
Vida profesional
Como ya lo mencionamos, cuando Ala Guth se encontraba en la Universidad de Stanford en 1981 desarrollo su teoría inflacionaria sobre que el Universo en sus inicios paso por una fase de expansión de grandes magnitudes, dicha etapa vino dada por una concentración intensa de energía en el vacío del espacio. En el 2006 se obtuvieron los primeros resultados por medio de la misión espacial WMAP acerca de esta teoría, estos resultaron ser alentadores.
Luego de esto, se le otorgaron puestos de educación de doctorado en la Universidad de Princeton, la Universidad de Columbia, la Universidad de Cornell, y el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC).
Mientras estuvo en la Universidad de Cornell, el físico investigador postdoctoral, Henry Tye, le propuso unirse para la investigación acerca de los monopolos magnéticos en el universo temprano, estos son entendidos como partículas elementales que solo poseen un polo magnético. Este estudio contribuyó al cambio de carrera, pasó de la física a la astronomía. El siguiente año continúo trabajando con el Tye en este proyecto.
Los hallazgos encontrados en sus estudios determinaron que los supuestos básicos de la física y la cosmología (rama de la astronomía dedicada a estudiar en Universo e conjunto) daban con el surgimiento en grandes cantidades de monopolos magnéticos. Sin embargo, este hecho ya se había dado a conocer un poco antes que ellos por parte del físico teórico John Preskill, años más tarde él y Alan Guth continuaron con este trabajo en la Universidad de Harvard.
Aportes a la astronomía
Como ya se ha expuesto, luego de que Alan Guth se dedicó a estudiar los monopolos magnéticos con Henry Tye su visión en su carrera cambio, por lo que decidió que además de trabajar en la parte de la física teórica implementaría sus conocimientos del Universo para contribuir en el ámbito astronómico, en específico la cosmogonía.
A parte de su investigación acerca de los monopolos magnéticos en el universo naciente, su aporte más importante en la astronomía fue el desarrollo de su teoría inflacionaria del Universo. En el próximo apartado ahondaremos a profundidad acerca del objetivo y argumento central en el que esta basado dicha teoría.
Teoría inflacionaria
De acuerdo a lo que se expone en la teoría del Big Bang o la Gran explosión, el Universo tuvo sus inicios por medio de una gran explosión, lo que conllevo a la expansión del mismo.
No obstante, esta teoría deja muchos problemas al aire que no se han solventado. En primera instancia se encuentra que el estado de la materia dada la explosión era tal que los cálculos de la física no eran aplicables para obtener una explicación.
Luego de esto se encuentra el estado de uniformidad del Universo para aquel entonces también fue un factor complicado a la hora de dar una explicación. Según esta teoría el Universo se haría desarrollado con mucha rapidez para tener esta uniformidad.
La teoría del Big Bang alega que el Universo poco a poco va perdiendo velocidad, mientras que la teoría inflacionaria plantea que este se va acelerando y distanciando con rapidez de los objetos que tiene a su alrededor.
Dicha velocidad es tal que llega a ser superior a la velocidad de la luz, sin necesariamente obviar la ley de la relatividad en la que ningún cuerpo de masa finita se puede mover más rápido que la luz. En este caso lo que ocurre es que el espacio en donde se encuentran los objetos se expande más rápido que la luz, mientras que los cuerpos se encuentran en estado estacionario.
Por lo que para el año 1981, Alan Guth argumenta que el Universo se encuentra en un estado intermedio por lo que podría seguir expandiéndose de manera exponencial.
La idea central de este físico era que la inflación del Universo tenía lugar cuando este se encontraba en una etapa de enfriamiento poco estable. Dicho periodo de enfriamiento es muy común en los momentos de transición de una fase, a modo de una mejor compresión, pongamos un ejemplo.
El agua puede conservar un estado líquido si la misma se encuentra en una temperatura adecuada para esto y si poco a poco la temperatura va descendiendo, el estado del agua pasara a estar congelada; esto es lo que ocurre con el periodo de enfriamiento del Universo.
Para el año siguiente, el cosmólogo Ruso Andrei Linde dio a conocer lo que denominó como: “nueva hipótesis del universo inflacionario”. Linde se percató que la inflación del Universo es un proceso que ocurre de manera natural y que este se encuentra dentro de muchas teorías acerca de las partículas elementales.
La mayoría de los expertos en el área de la astronomía han convenido que el nacimiento del Universo comenzó muy caliente y que además su energía potencial era muy débil, por lo que la inflación surgió como un evento natural que lo ayudó a expandirse.
Alan Guth presenta además dentro de esta teoría que el Universo debe ser percibido como plano, lo cual puede someterse a una investigación experimental. Esto se debe a que la densidad que guarda la materia de un objeto dentro de un Universo plano es directamente proporcional con la velocidad de su expansión.
Otro hecho que puede ser sometido a investigación experimental se refiere a las perturbaciones dadas en la densidad de los cuerpos en el espacio luego de su expansión. Esto alude a que debido a la expansión del Universo podrían alterarse la densidad de los objetos, es decir, su forma fue estar sometida a una transformación.
Reconocimientos
Luego de una larga carrera en la ciencia de la física y la cosmología, Alan Guth recibió varios reconocimientos y premios dada sus contribuciones a estas dos ciencias.
El primer acontecimiento que recibió por su ardua labor fue ser miembro de dos destacadas instituciones en el mundo de la ciencia, la Academia Nacional de Ciencias y la Academia Americana de las Artes y las Ciencias.
La primera de ellas es una organización en donde se reúnen las mentes más destacadas en cualquier rama de la ciencia, mientras que la segunda es una institución en donde los miembros son importantes científicos y destacados en las bellas artes (como pintores). Ambas academias están destinadas a la contribución financiera de los nuevos proyectos científicos de sus miembros.
Luego de esto, para el año 1999 se le fue otorgado el Premio de Enseñanzas de Grado dado por la M.I.T (Instituto de Tecnología de Massachusetts), la Universidad en donde inicio su carrera en la física.
En el 2011 se le otorgada la Medalla Franklin de Física del Instituto Franklin. Este instituto esta orientado a la enseñanza y a la investigacion en diversas areas de la ciencia, tal como la química, astronomía y la física. Dicha medalla es otorgada de manera anual a todo científico que haya realizado investigaciones resaltantes en cualquier ámbito de investigación.
Luego, al año siguiente Alan Guth recibió el Premio de Dirac del Centro Internacional de Física Teórica (CIFT) de Trieste. Este premio es dado cada año en los campos de: física teórica, química computacional, y matemáticas por distintas organizaciones, una de de estas es el CIFT.
Por último, en el año 2009 ganó la medalla Isaac Newton del Instituto de Física. Esta medalla se entrega de manera anual solo en el área de la física a investigadores independientes en el campo, además de una bonifican de 1000 libras. Por su parte, el Instituto de Física es una organización de beneficencia cuya misión esta dirigida la enseñanza de esta ciencia a las nuevas generaciones.
Ha sido todo por el artículo de hoy, esperamos que la información proporcionada le haya sido de gran ayuda. Le hacemos la invitación a leer también: Frank Drake y Constante de Hubble
