Astronet > Inflyaciya, kvantovaya kosmologiya i antropnyi princip. Pochemu matematika stol' effektivna?

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

<< Imeet li znachenie soznanie?|Oglavlenie|Pochemu imenno kvantovaya? >>

Pochemu matematika stol' effektivna?

Sushestvuet vopros, davno volnuyushii lyudei, zadumyvayushihsya ob osnovaniyah matematiki: pochemu matematika stol' effektivna pri opisanii nashego mira i stol' horosho opisyvaet ego evolyuciyu?

Etot vopros voznikaet, kak tol'ko my vvodim chisla i nachinaem ispol'zovat' ih pri schete. Pohozhii vopros voznikaet, kak tol'ko my vvodim differencial'noe ischislenie i primenyaem ego k opisaniyu dvizheniya planet. Sushestvuyut nekotorye pravila, pomogayushie nam operirovat' s matematicheskimi simvolami i svyazyvat' eti operacii s rezul'tatami nablyudenii. Pochemu eti pravila tak horosho rabotayut?

Konechno, vsegda mozhno skazat', chto eto tak, potomu chto tak ustroen mir. Odnako vspomnim o nekotoryh drugih voprosy pohozhego tipa. Pochemu nasha vselennaya nastol'ko velika? Pochemu parallel'nye linii ne peresekayutsya? Pochemu razlichnye chasti vselennoi nastol'ko pohozhi? Tridcat' let nazad eti voprosy tozhe kazalis' slishkom uzh metafizicheskimi i ne rassmatrivalis' vser'ez, teper' zhe my znaem, chto teoriya inflyacionnoi vselennoi mozhet dat' na nih vpolne razumnye otvety. Poprobuem vospol'zovat'sya ee pomosh'yu i v nashem sluchae.

Prezhde chem prodolzhat', popytaemsya postroit' hotya by odin primer vselennoi, v kotoroi matematika byla by neeffektivnoi. Predpolozhim, chto vselennaya mozhet sushestvovat' v stacionarnom ili kvazistacionarnom vakuumnom sostoyanii s plankovskoi plotnost'yu $\rho \sim M_p^4 \sim 10^{94}$ g/cm$^{3}$ . Soglasno kvantovoi gravitacii, kvantovye fluktuacii krivizny prostranstva-vremeni pri etom dolzhny byt' poryadka samoi krivizny, drugimi slovami, v takoi vselennoi etalon dliny (k primeru, lineika) budet izgibat'sya, skruchivat'sya i rastyagivat'sya haoticheskim i nepredskazuemym obrazom gorazdo bystree, chem mozhno bylo by s ego pomosh'yu izmerit' dlinu, chasy budut razrushat'sya nastol'ko bystro, chto s ih pomosh'yu nel'zya budet izmeryat' vremya, vsya informaciya o proshlom budut razrushat'sya, tak chto nevozmozhno budet vspomnit' nichego iz proizoshedshego, na osnove etogo sdelat' predskazanie o budushem i sravnit' ego s eksperimental'nymi dannymi.

Pohozhaya situaciya imeet mesto i dlya tipichnoi neinflyacionnoi zamknutoi vselennoi. V kvantovoi gravitacii est' lish' odin estestvennyi masshtab dliny $l_p = M_p^{-1}$ , i lish' odin - plotnosti energii $\rho_p = M_p^4$ . Legko pokazat', chto dlya tipichnoi zamknutoi vselennoi s tipichnymi nachal'nymi razmerom $l_p$ i plotnost'yu $\rho_p$ vremya zhizni do kollapsa sostavlyaet primerno $t \sim t_p = M_p^{-1} \sim 10^{-43}$ sekundy, i v techenie vsei svoei nedolgoi zhizni v takoi vselennoi sohranyaetsya plotnost' energii poryadka plankovskoi ili vyshe. V takoi vselennoi mozhet sushestvovat' lish' neskol'ko elementarnyh chastic (Linde, 1990a), i potomu v nei ne mozhet okazat'sya ni odnogo nablyudatelya, nekomu v nei postroit' izmeritel'nye pribory, zafiksirovat' proishodyashie v nei sobytiya i opisat' ih pri pomoshi matematiki.

V etih primerah matematika byla by dostatochno neeffektivnoi, tak kak ona ne mogla by pomoch' svyazat' mezhdu soboi razlichnye yavleniya i processy. Bolee togo, esli zakony fiziki v nekotoroi chasti vselennoi ne dopuskayut formirovaniya stabil'nyh dolgozhivushih struktur, matematika tam budet prakticheski bespoleznoi, i tam ne budet nablyudatelei (dolgozhivushih ob'ektov, nadelennyh soznaniem i pamyat'yu), kotorye mogli by nam ob etoi oblasti vselennoi rasskazat'.

K schast'yu, sredi vseh oblastei vselennoi (ili sredi vseh vozmozhnyh vselennyh) obyazatel'no naidutsya te, v kotoryh vozmozhna inflyaciya. Plotnost' energii v takih oblastyah so vremenem stanovitsya na mnogo poryadkov men'she plankovskoi $M_p^4$ , razmery ih eksponencial'no uvelichivayutsya i sushestvuyut takie oblasti eksponencial'no dolgo. Nashe sushestvovanie vozmozhno tol'ko v teh iz dannyh oblastei, v kotoryh zakony fiziki dopuskayut sushestvovanie stabil'nyh dolgozhivushih struktur, chto podrazumevaet vozmozhnost' sushestvovaniya matematiki, kotoruyu mozhno ispol'zovat' dlya dolgovremennyh predskazanii. Bystroe razvitie chelovechestva stalo vozmozhnym lish' potomu, chto zhivem my vo vselennoi, v kotoroi takie dolgovremennye predskazaniya dostatochno effektivny dlya togo, chtoby pomoch' vyzhit' vo vrazhdebnom okruzhenii i pobedit' v bor'be za sushestvovanie vse drugie vidy.

V rezul'tate, v ramkah koncepcii Mul'timira mozhno predstavit' sebe vse vozmozhnye vselennye so vsemi vozmozhnymi zakonami fiziki i matematiki. Zhit' zhe my mozhem lish' v teh iz nih, v kotoryh matematika dostatochno effektivna.

<< Imeet li znachenie soznanie?|Oglavlenie|Pochemu imenno kvantovaya? >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: antropnyi princip - Kosmologiya - kosmologicheskaya postoyannaya - kosmomikrofizika - inflyacionnaya Vselennaya - inflyaciya - Vselennaya Publikacii so slovami: antropnyi princip - Kosmologiya - kosmologicheskaya postoyannaya - kosmomikrofizika - inflyacionnaya Vselennaya - inflyaciya - Vselennaya
Sm. takzhe: JADES-GS-z14-0: novyi samyi dalekii ob'ekt "Illyustris" modeliruet Vselennuyu Edvin Habbl otkryvaet Vselennuyu Karta nablyudaemoi Vselennoi Poslanie ot gravitacionnoi Vselennoi Raskras'te Vselennuyu Stepeni desyati Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [16]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce