王虹的导师厉害，他导师的老爸更厉害

本文来自微信公众号： 孔夫子百科 ，作者：newtonian6，原文标题：《王虹的导师厉害，他导师的老爸更厉害！》

最近数学界最热的事件无疑就是菲尔兹奖，其中又以王虹和邓煜最受人关注，同时王虹的博士生导师拉里·古斯一副扫地僧的风范也圈了不少粉。我第一次看到古斯这个姓总觉得耳熟，马上想到了暴涨理论的提出者阿兰·古斯，后来一查，两人竟然是父子关系！

王虹在采访中多次谈到他的导师是如何对他耐心引导，循循善诱，最终使得她做出了堪称伟大的成果，这个就不说了，随便哪个自媒体都比我会说。今天稍微扒一下王虹的导师的这个爹，看看他究竟牛到什么程度。这么说吧，当今宇宙学领域要拎出来一个最牛的人，阿兰·古斯要说是第二，恐怕没人敢说第一。

宇宙大爆炸理论都听说过吧，这是上世纪由弗里德曼、勒梅特、哈勃、伽莫夫及阿尔弗等人提出并完善的，这个理论认为宇宙是在一场大爆炸中诞生的。随着后来宇宙微波背景辐射被发现等一系列观测成果，宇宙大爆炸学说逐渐被科学界接受，成为主流的宇宙学说。

虽然宇宙大爆炸理论解释了宇宙微波背景辐射、哈勃定律、物质比例等一系列观测证据，但是仍然有几个问题无法解释：

视界问题：我们观测到的宇宙在各个方向上无论是物质分布还是温度看起来都差不多，如果宇宙起源于一次大爆炸，遥远的两个区域在光速的限制下根本就不可能有任何联系，那这两部分是如何做到物质分布和温度都跟约好了一样是相同的？

平坦性问题：广义相对论认为宇宙的形状取决于能量密度与临界密度的关系，不同密度下的宇宙可能是平坦的，也可能是球形的正曲率或者马鞍形的负曲率。而观测结果表明宇宙目前是平坦的，这就很奇怪了，好比一支削尖的铅笔用笔尖立在桌面上，哪怕只有极端微小的扰动也会破坏平衡，让铅笔很快倒掉。大爆炸之初哪怕只有10^(-60)这样微小的不平也会在超过百亿年的膨胀中被放大导致宇宙的不平。

磁单极子：大爆炸理论认为早期宇宙极端过程会产生大量的磁单极子，甚至成为目前宇宙的主导力量，然而目前我们一个也看不到，这是什么原因呢？

大尺度结构的种子：按照大爆炸理论，宇宙爆炸后会生成一团均匀的物质，在这种情况下现在的星系、星系团等结构就不会形成，宇宙还是一团均匀的迷雾，更不会有太阳系、地球和人类。之所以有这些结构是因为原初的宇宙有一些密度的涨落，但这些涨落是如何形成的呢？

这些问题一直困扰着宇宙学家。后来阿兰·古斯出现了，他提出了宇宙暴涨理论，简单说就是宇宙在诞生之初在某种神秘力量的作用下经历了一次快到难以想象的快速膨胀。有多快呢？大部分模型认为宇宙在诞生后10^(-35)秒到10^(-33)秒这短得难以想象的一瞬间体积扩大了10^30倍以上，相当于在一眨眼时长的一亿亿亿亿分之一的时间里一个大肠杆菌变成了银河系大小！

暴涨理论听起来匪夷所思，但是根据这一理论上面四个问题都能得到很好的解释。对于宇宙的各向同性，暴涨理论认为最开始的宇宙被压缩在一个极其微小的区域内，各部分有足够多的时间相互进行热合物质交换并达到完全一致的密度和温度，以至于这个小区域在被暴涨扩大到宇宙尺度后仍然是大范围相同的；暴涨理论还认为瞬间几乎无穷大的扩张抹平了宇宙里微小的曲率，从而导致宇宙看起来极端平坦，这解释了宇宙的平坦性问题；瞬间剧烈的膨胀会将区域内的磁单极子稀释到极致，甚至在整个可观测宇宙范围内一个都没有，因此肯定也不可能被探测到；而当初那个微小的宇宙由于量子的不确定性会有一些微观的涨落，被放大后就变成了现在宇宙里星系、星系团等大尺度结构的种子。

宇宙暴涨理论现在是宇宙诞生的主流理论，它不是大爆炸理论的补充，而应该反过来说现在我们观测到的宇宙膨胀是暴涨理论的续集。阿兰·古斯正是凭借这一理论奠定了在科学界，特别是宇宙学界的超大神地位，王虹能有这样一位师爷可以说是三生有幸了。