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问答:物理学家特里斯坦·史密斯关于扩展知识和理解宇宙

特里斯坦·史密斯在黑板前

物理学助理教授特里斯坦·史密斯说:“爱因斯坦的广义相对论在我们太阳系的几十年研究中得到了广泛的检验,但星系和宇宙尺度上的引力效应在很大程度上仍然未知。”

重力是自然界的四大基本力之一。但它是唯一能影响所有物质和能量的,而且是最弱的。

“这使得它既无所不在又难以测量,”物理学助理教授特里斯坦·史密斯(Tristan Smith)说。“爱因斯坦的广义相对论在我们太阳系中经过了几十年的广泛研究,但银河系和宇宙尺度上的引力效应在很大程度上仍然未知。”

史密斯将以科特雷尔学者的身份探索这一领域这是他自2014年第一天进入学院以来一直渴望的机会。由科学促进研究公司授予,奖学金使史密斯能够通过比较星系周围光的偏转和星系内恒星的运动来开发一种新的、可靠的引力测试。

该奖项还具有教育成分:史密斯将利用部分资金为斯沃斯莫尔学院的研究生开发科学传播课程最佳线上娱乐不断努力帮助学生向普通观众传播科学

接下来就是史密斯与约翰霍普金斯大学宇宙学理论家的合作去年在那里休假的时候。该小组提出理论,宇宙学中所谓的哈勃张力的原因可能是由早期宇宙中一种新的奇异物质形式解决的:早期暗能量。的含义他们的论文是巨大的,在基础物理学中提出了有趣的问题。

史密斯最近讨论了他对科特雷尔奖学金的兴奋,他最近的研究工作,以及他的休假年已经使斯沃斯莫尔学院的学生受益的方式。最佳线上娱乐

你的研究将在哪些方面脱离爱因斯坦的广义相对论?

第一次测量是在100年前,测量的是引力作用下星光在太阳周围的弯曲。我想要发展同样的基本想法,但我不会考虑星光在太阳附近经过,而是观察来自星系的光经过其他离我们更近的星系。因此,物理设置包括我们观察一个距离地球一定宇宙距离的星系,在这个星系后面,另一个宇宙距离,是第二个星系:当来自最远的星系的光经过较近的星系时,它的光会被介入的星系的引力轻微弯曲。弯曲的程度取决于介入星系的质量以及引力的内部运作。我们可以通过测量介入星系内恒星的运动来估计它的质量。当我们把恒星的运动和光的弯曲量结合起来时,我们对引力物理学有了一个新的基本测试。

你是如何以及何时对这份工作产生兴趣的?

这是我读研究生时的第一个想法,我觉得很不错。我开始思考如何用不同于前人的方法来检验这些修改过的引力理论。当时,还没有足够好的星系物理测量来真正正确地探索这个问题,也没有合适的模拟方法。所以这真的是一个等待的过程。所以这两部分已经足够成熟了,我认为我们可以把它们放在一起来创建非常严格,完全一致的重力测试。所以这已经是很长一段时间了,对我来说,回想起那段历史真是太神奇了。

哈勃张力的论文是如何产生的?

博士后研究员薇薇安·波林(Vivian Poulin)从他来到约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins)的那一刻起,我和他就非常合得来,成为了科学合作者。我们写了一篇关于标量场物理的论文,试图看看它们的存在是如何影响我们在宇宙学中所做的测量的。它探索了这些标量场可能有助于哈勃张力的可能性,但看起来不太有希望。所以我已经把它注销了。但薇薇安继续研究,发现如果你用一种稍微不同的方式进行分析,事情看起来越来越有希望:标量场可能在解决这种紧张关系中发挥重要作用。这是我们之前做过的工作的简单延伸,我们没花很长时间就把事情做得更全面,发现确实发生了一些非常有趣的事情。

这非常有趣,因为作为一个理论宇宙学家,我所做的大部分工作只是对我们标准宇宙学理论的可能扩展设置了上限。这是我第一次真正谈论一些没有人预料到的额外物理。我们不仅仅是在这个领域提炼我们的理解;在这里,我们实际上可能扩展了我们对宇宙的知识和理解。这是非常令人兴奋的。

是什么激发了你对改善科学传播方式的兴趣?

这正是吸引我的地方,因为我10岁时曾在百老汇演出中担任替角,小时候曾出演过Cheerios的广告。作为一名科学家和导师,这些都是不同寻常的经历。但这个问题是普遍存在的:你如何把你一直在研究的技术上的,也许是深奥的东西放在一个上下文中,有效地与你可能拥有的任何类型的受众进行交流?这一直是我的首要任务,有了科特雷尔的资助,今年夏天我在斯沃斯莫尔学院开发了一个试点项目,为研究传播学的学生提供资源。最佳线上娱乐他们会见面,复习相关文章,做练习来练习交流他们正在学习的内容。我们会把这些应用到今年秋天,帮助学生充分利用他们给社区成员的宣传。

你的休假经历对你在斯沃斯莫尔学院的学生有什么影响?最佳线上娱乐

其中一个最大的好处是你有机会进行新的调查和研究。但更重要的是,你可以与其他机构的其他研究人员建立新的关系,这对我们的学生通过在我的小组工作而获得的各种机会产生了难以置信的影响。每年夏天,我和我的研究学生都会去霍普金斯大学,因为我想让他们看看那里的环境是什么样的,并认识一些我们正在合作的人。今年夏天,我们前往麻省理工学院,与达特茅斯学院、布朗大学和哈弗福德大学的学生一起参加了一个夏季本科生科学研讨会。我能够与芝加哥大学的研究人员建立新的联系,我的学生和我将与他们进行虚拟交流。这一年的休假让我有了更广泛的方式,可以把学生带到非常非常令人兴奋的研究领域。

最佳线上娱乐斯沃斯莫尔学院正在投资其充满活力的知识分子文化。在lifechanging.最佳线上娱乐swarthmore.edu

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