Энтони Агирре - Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности

Действительно, следствием наличия бесконечного множества звезд является образование радиационной бани, но при конечной температуре этот процесс — результат конкуренции между яркостью звезд, скоростью их образования и расширением пространства, сопровождающимся уменьшением плотности излучения. И если верно то, что звезда есть в каждом из направлений, свет от очень далеких звезд испытывает красное смещение. За счет космического расширения он достаточно охлажден и дает вклад в полное излучение, который видит данный наблюдатель.

Представьте себе, например, что в течение 1 секунды вы растягивали лист прорезиненной линованной бумаги размером 8×11 дюймов с 10 линиями на дюйм и получили лист размером 16×22 дюйма. За секунду две соседние линии отдалятся друг от друга на 1/10 дюйма, тогда как линии, отстоящие на 1 дюйм, т. е. расстояние между которыми в 10 раз больше, разойдутся на 1 дюйм.

В неискривленном пространстве-времени это действительно сфера. В более общем случае эта фигура имеет топологию сферы.

Гут был не единственным, кто думал примерно о том же, и даже не первым, кто опубликовал работу про экспоненциальное расширение (им был Алексей Старобинский), но надо признать, что он первым собрал воедино все доводы за модель космической инфляции, причем сделал это настолько красиво, что даже теперь об этой модели часто рассказывают точно так же, как это сделал именно он.

Занимательное и физически аккуратное популярное изложение теории инфляционной Вселенной см. в книге Б. Штерна «Прорыв за край света» (Троицк: Троицкий вариант, 2014). — Прим. научного редактора.

См., например, Max Tegmark et al., «Dimensionless Constants, Cosmology and Other Dark Matters,» Physical Review. D 73 (2006): 023505.

B. J. Carr and M. J. Rees, «The Anthropic Principle and the Structure of the Physical World», Nature 278 (1979): 605; см. также Victor F. Weisskopf, «Of Atoms, Mountains, and Stars: A Study in Qualitative Physics», Science 187, no. 4177 (1975): 605. Более популярное изложение см. в: Martin Rees’s Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe (New York: Basic Books, 2000).

Если пофантазировать и представить себе другие формы жизни, очень существенно отличающиеся от нашей (скажем, жизнь на коре нейтронной звезды или жизнь, состоящую из черных дыр), мало что изменится, но ограничения будут чуть менее жесткими.

Gottfried Wilhelm von Leibniz, The Monadology: And Other Philosophical Writings , trans. Robert Latta (n. p.: Oxford University Press, 1898), 247.

Логическим продолжением этих рассуждений является предположение о том, что вселенная, которую мы населяем, наиболее пригодна для жизни. Это новая форма теодицеи. На самом деле, это больше соответствует идеям Лейбница, считавшего, что слова «самая лучшая» надо понимать не только в смысле «добро перевешивает зло», но и как «требующая простейших предположений и самая изобилующая явлениями». (G. W Leibniz, Discourse on Metaphysics and Related Writings // Г. — В. Лейбниц . Рассуждение о метафизике .)

Примечательно, что потребуется целых 18 недель, чтобы разросшиеся лотосы покрыли большую, но вполне контролируемую площадь, но еще через 12 недель рост растений полностью и безоговорочно выйдет из-под контроля. При экспоненциальном росте так всегда и происходит: какое-то время за ним можно уследить, а потом его скорость резко увеличивается. Об этом хорошо бы помнить, когда слышишь, что что-то (население, скорость вычислений и т. д.) экспоненциально растет.

Тот факт, что наблюдаемая энергия вакуума чрезвычайно мала (примерно 10 -122от максимально возможной плотности энергии), но не равна нулю, известен как так называемая проблема космологической постоянной. Это одна из самых больших загадок космологии.

Эта структура — фрактал — очень интересна. В частности, даже если раздувающийся объем растет экспоненциально, он составляет все меньшую и меньшую часть того объема, который был бы без процесса, останавливающего инфляцию. Таким образом, в предельном случае большого времени инфляция будет продолжаться только в равной нулю доле пространства, хотя сама доля этого пространства будет необычайно велика!

Дхарма — понятие индийской философии, которое можно описать как совокупность норм и правил, необходимых для поддержания космического порядка. — Прим. переводчика.

Электромагнитное взаимодействие играет важную роль во многих физических процессах, поэтому при создании вселенной, похожей на нашу, сказанные в первый день творения слова «Да будет свет» были нетривиальным и вполне верным первым шагом.

В качестве альтернативы общую теорию относительности можно считать следствием теории струн, но в любом случае основополагающая структура общей теории относительности должна сохраняться в пространстве-времени, созданном постоянной инфляцией. С другой стороны, обычно считается, что квантовая механика истинно универсальна. Почему? Действительно хороший вопрос.

Некоторые части этого коана почти дословно повторяют «Диалоги» самого Галилея (см. примечания выше). Попытка сделать его текст лучше — безнадежное и бесполезное дело.

Однако, как показал Георг Кантор 264 года назад (он в прямом смысле сошел с ума, и, возможно, довела его до этого бесконечность), некоторые бесконечные множества больше других. Например, строго математически можно показать, что множество всех возможных множеств целых чисел больше множества всех целых чисел. Это значит, что нельзя указать два разных способа отображения одного множества на другое.

Не относитесь к этому слишком серьезно. Однако из этого построения видно, что, в принципе, возможен причинно-следственный контакт между одной точкой и бесконечным однородным пространством.

Более подробно этот вопрос обсуждается в Anthony Aguirre and Max Tegmark, «Born in an Infinite Universe: A Cosmological Interpretation of Quantum Mechanics», Physical Review. D 84 (2011): 105002.

Kamala Masters, «The Preciousness of Our Human Life,» accessed 4/8/18, http://vipassanametta.org/wp/wp-content/uploads/2012/o1/The-Preciousness-of-Our-Human-Life.pdf. Рус. пер.: http://theravada.ru/Teaching/Canon/Suttanta/Texts/'sn56_47-ciggalayuga-sutta-sv.htm

Из моего опыта следует, что в большинстве случаев, когда вы спрашиваете себя, не сон ли это, или говорите себе: «Ох, это что-то совсем странное!» — вы спите. Поэтому в данных обстоятельствах вы вполне можете предложить кому-нибудь пари и с большой вероятностью его выиграть.

Подробное обсуждение таких идей и их применение к космологии и другим вопросам можно найти в книге Nick Bostrom, Anthropic Bias: Observation Selection Effects in Science and Philosophy (New York: Routledge, 2002). Здесь рассказывается о большом количестве прекрасных (т. е. интересных, а иногда и вызывающих тревогу!) мысленных экспериментов. Обратите внимание, например, на парадоксы «судного дня» и «спящей красавицы».