Astronet > Inflyaciya, kvantovaya kosmologiya i antropnyi princip. Ot vselennoi k Mul'timiru

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

<< Dochernie vselennye|Oglavlenie|Model' dvoinoi vselennoi i problema kosmologicheskoi postoyannoi. >>

Ot vselennoi k Mul'timiru

Obychno fizicheskuyu teoriyu opisyvayut posredstvom ee deistviya. Naprimer, mozhno napisat'

$S = N\int d^4x \sqrt{g(x)} \left(\frac{R(x)}{16\pi G} +L(\phi(x))\right),$

gde $N$ - konstanta normirovki, $\frac{R(x)}{2G}$ - lagranzhian obshei teorii otnositel'nosti s $G = M_p^{-2}$ i $L(\phi)$ - lagranzhian dlya polya obychnoi materii. Uravneniya Einshteina poluchayutsya var'irovaniem deistviya $S$ po metrike $g^{\mu\nu}$ , a uravneniya dvizheniya materii - var'irovaniem po $\phi$ .

Davaite teper' sdelaem chto-nibud' ochen' neobychnoe i dobavim k etomu deistviyu mnozhestvo drugih, opisyvayushih razlichnye polya $\phi_i$ s razlichnymi lagranzhianami $L_i$ , sushestvuyushie v $k$ razlichnyh vselennyh raznoi razmernosti $n_i$ i metriki $g_i^{\mu\nu}$ i s raznymi gravitacionnymi postoyannymi $G_i$ :

$S = N\int d^4x \sqrt{g(x)} \left(\frac{R(x)}{16\pi G} +L(\phi(x))\right) + \sum_{i=1}^{k} N_i\int d^{ {n_{i}}}x_i \sqrt{g_i(x_i)} \left(\frac{R(x_i)}{16\pi G_i} +L_i(\phi_i(x_i))\right). \nonumber$

Samoe vremya sprosit', ne povliyaet li eta modifikaciya na nashu zhizn' vo vselennoi, opisyvaemuyu ishodnym deistviem? Otvetom budet - net, eto ne budet imet' nikakogo vliyaniya na fizicheskie processy v nashei vselennoi. V samom dele, uravneniya dvizheniya dlya $\phi$ i $g^{\mu\nu}$ ne izmenyatsya, tak kak dobavochnye chleny ot nih ne zavisyat, i potomu ih variacii po $\phi$ i $g^{\mu\nu}$ ischezayut.

Eto znachit, chto rasshirennoe deistvie opisyvaet vse proishodyashee v nashei vselennoi tochno tak zhe, kak i ishodnoe deistvie. Eto obnadezhivaet. Potomu prodolzhim nashi uprazhneniya i dobavim v deistvie beskonechnuyu summu vseh vozmozhnyh deistvii, opisyvayushih vse vozmozhnye varianty kvantovoi teorii polya i M - (strunnoi)teorii. I esli ishodnaya teoriya horosho opisyvala nashu vselennuyu, to horosho ee opisyvat' budet i eta, posle vseh provedennyh modifikacii.

No zachem togda dobavlyat' eti dopolnitel'nye chleny, esli oni nikak ne vliyayut na nashu vselennuyu?

Mozhno dat' dva svyazannyh mezhdu soboi otveta. Vo-pervyh, pochemu by i net? V nekotorye stranah zapresheno vse, chto pryamo ne razresheno, v drugih zhe (kak i v nauke) - razresheno vse, chto ne zapresheno. My zhivem v odnoi iz imenno takih stran, tak pochemu my ne mozhem vospol'zovat'sya etoi svobodoi, esli eto nichem nam ne vredit?

No vtoroi otvet bolee interesen. Teper' my znaem, chto vysheizlozhennaya teoriya i vse ee vozmozhnye rasshireniya absolyutno ekvivalentny "pravil'noi" teorii, v tom, chto oni odinakovo opisyvayut vse, proishodyashee v nashei vselennoi. Teper' my mozhem sdelat' shag nazad, posmotret' na vse eti vselennye: kak my smotrim na zabituyu avtostoyanku, razyskivaya svoyu mashinu, i sprosit':

A v samom dele, kotoraya iz etih vselennyh - nasha? Uvereny li my v tom, chto imenno ona - pervaya?

S chisto teoreticheskoi tochki zreniya, pervaya vselennaya, opisyvaemaya nemodificirovannoi teoriei, nichem ne luchshe vseh ostal'nyh. Odnako, my mozhem zhit' tol'ko v teh vselennyh, kotorye dopuskayut sushestvovanie zhizni tipa nashei. Potomu, kogda my budem iskat' nashu vselennuyu, my, vo-pervyh, otberem te lagranzhiany $L_i(\phi_i(x_i))$ , kotorye opisyvayut elementarnye chasticy, pohozhie na okruzhayushie nas. Zatem by otberem iz nih te, v kotoryh massy chastic i konstanty svyazi dopuskayut nashe sushestvovanie. A tak kak u nas est' vse vselennye so vsemi vozmozhnymi zakonami fiziki, my obyazatel'no naidem sredi nih tu, v kotoroi my mozhem zhit'. A eto imenno to, chto trebuetsya nam dlya dokazatel'stva sil'nogo antropnogo principa.

Podytozhim nashi dostizheniya. Soglasno inflyacionnoi teorii, nasha vselennaya mozhet sostoyat' iz razlichnyh chastei s razlichnymi (v predelah malyh energii) zakonami fiziki, dopuskaemymi edinoi fundamental'noi teoriei. Osobenno vazhno to, chto vse eti oblasti eksponencial'no veliki, chto vazhno dlya dokazatel'stva antropnogo principa. Vozmozhnye zakony fiziki mogut byt' ochen' raznoobraznymi, osobenno v modelyah vechnoi haoticheskoi inflyacii, v kotoryh kvantovye fluktuacii mogut imet' bol'shuyu amplitudu, chto znachitel'no oblegchaet perehody mezhdu vsemi vozmozhnymi sostoyaniyami.

Dalee, mozhno predstavit' sebe razlichnye vselennye s razlichnymi zakonami fiziki v nih. Eto vovse ne obyazatel'no trebuet ispol'zovaniya kvantovoi kosmologii, mnogomirovoi interpretacii kvantovoi mehaniki ili teorii dochernih vselennyh; dostatochno rassmotret' rasshirennoe deistvie, yavlyayusheesya summoi vseh vozmozhnyh deistvii vseh vozmozhnyh teorii vo vseh vselennyh. Vvedenie takoi struktury, kotoruyu mozhno nazvat' Mul'timirom (multiverse), mozhet pokazat'sya neopravdanno uslozhnennym i radikal'nym, no na samom dele ono dostatochno trivial'no, tak kak kazhdaya iz chastei eto beskonechnoi summy ne vliyaet na ostal'nye. Mul'timir daet tverduyu formal'nuyu osnovu dlya dal'neishego razvitiya antropnogo principa.

No osnovnoi prichinoi vvedeniya etoi struktury yavlyaetsya vovse ne antropnyi princip. Kak uzhe upominalos', nam nado znat', chto poyavlyaetsya pervym pri obrazovanii vselennoi - sama vselennaya ili zhe zakony, ei upravlyayushie. Odinakovo slozhno ponyat'. kak mogut sushestvovat' zakony do obrazovaniya vselennoi, ili vselennaya bez upravlyayushih ei zakonov. Modno predpolozhit', chto est' vsego odin vozmozhnyi zakon, sushestvuyushii nekotorym obrazom dazhe do vselennoi, odnako eto bylo by chem-to vrode demokraticheskih vyborov s odnim kandidatom v byulletene. Vozmozhno, luchshim variantom budet rassmotret' vse dopustimye kombinacii vselennyh, zakonov, ih opisyvayushih, i nablyudatelei, ih naselyayushih. Imeya vybor sredi razlichnyh vselennyh v strukture Mul'timira, my mozhem prodolzhat', otbrasyvaya te, gde nasha zhizn' byla by nevozmozhnoi. Etogo prostogo shaga dostatochno dlya ponimaniya mnogih svoistv nashego mira,kotorye inache kazalis' by zagadochnymi.

Mozhno sdelat' eshe neskol'ko shagov vpered. V nashem rassmotrenii my do sih por predpolagali, chto lyubaya evolyuciya dolzhna opisyvat'sya nekotorym deistviem. Odnako est' teorii, v kotoryh izvestny uravneniya dvizheniya, nesmotrya na to, chto deistvie ne polucheno. Mozhno rassmotret' inye modeli evolyucii, osnovannye, naprimer, na ponyatii kletochnyh avtomatov (cellular automata). Mozhno poiti eshe dal'she i rassmotret' vse vozmozhnye matematicheskie struktury (Tegmark, 1998), ili, soglasno Uileru, vse logicheskie vozmozhnosti i koncepciyu "vse iz bitov" ("It from Bit", Wheeler, 1990).

No pered tem, kak zanyat'sya vsem etim, hotelos' by pokazat', chto koncepciya Mul'timira mozhet imet' interesnye sledstviya i pomimo dokazatel'stva antropnogo principa. Dlya etogo nem neobhodimo razobrat'sya, mogut li razlichnye vselennye vzaimodeistvovat' drug s drugom.

<< Dochernie vselennye|Oglavlenie|Model' dvoinoi vselennoi i problema kosmologicheskoi postoyannoi. >>

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