Er befasst sich mit Kosmologie und dem frühen Universum, insbesondere der
Entwicklung von großräumigen Strukturen und der ersten Galaxien, wobei er Modelle der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie benutzt. Mit Cumrun Vafa entwickelte er 1989[3] eine auf der Stringtheorie basierende Kosmologie (String Gas Cosmology). Dazu betrachteten sie das frühe Universum als Gas von Strings (nach der Superstringtheorie in 10 Dimensionen), und argumentierten, dass die wahrscheinlichste Anzahl von Raum-Zeit-Dimensionen vier ist, da nur dann die Strings die diesen Raum umwinden (winding modes, jeweils mit 2 Raum-Zeit-Dimensionen ihrer Weltflächen) eine Chance haben in Kontakt zu kommen und sich gegenseitig auszulöschen, was wiederum eine Voraussetzung für die Expansion der Räume ist (die übrigen Dimensionen expandieren nicht, sondern behalten Radien auf der Planck-Skala). Die Theorie wurde inzwischen weiter ausgebaut.[4]
2011 den CAP-CRM Prize. 1988 bis 1992 war er Sloan Research Fellow. 1988 erhielt er einen Outstanding Junior Research Award des Department of Energy und er war Killam Fellow.
Quantum field theory methods and inflationary universe models, Rev. Mod. Phys., Band 57, 1985, S. 1
Theory of cosmological perturbations, Physics Reports, Band 215, 1992, S. 203
Modern Cosmology and Structure Formation, TASI Lectures 1994, Arxiv
Topological defects and structure formation, Int.J.Mod.Phys. A, Band 9, 1994, S. 2117–2190, Arxiv
Herausgeber mit A. Blanchard, Reza Mansouri: Large scale structure formation, Springer 2000
Theory of Cosmological Perturbations and Applications to Superstring Cosmology, in: Laurent Baulieu u. a.: String Theory: From Gauge Interactions to Cosmology, Cargèse 2004, Springer 2005, S. 79–116
mit Ali Nayeri, Subodh Patil, Cumrun Vafa: String Gas Cosmology and Structure Formation, International Journal of Modern Physics A, Band 22, 2007, S. 3621–364, Arxiv