Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

James M. Lattimer and M. Prakash, "What a Two Solar Mass Neutron Star Really Means" <���Что Такое на Самом Деле Нейтронные Звезды с Двумя Солнечными Массами>, arXiv:1012.3208v1 [astro-ph.SR](2010).

В оригинальной статье по космологическому естественному отбору, как и в книге Жизнь

к оглавлению Космоса , я использовал нижнюю оценку для критической массы - то есть 1,6 массы Солнца. Когда я изучал сообщения о наблюдениях нейтронных звезд с двойной массой Солнца, я начал читать со статьи, в которой указывалось на то, что космологический естественный отбор фальсифицирован. Я ожидал этого, поскольку вторая лучшая вещь, которая может случиться в области квантовой гравитации, это сделать предсказание, которое опровергается экспериментом. Однако, я еще раз просмотрел теоретические оценки для критической массы и нашел, что эксперты предупреждают, что она будет допускать каон-нейтронные звезды с 2-кратной солнечной массой.

См. A.D. Linde, Particle Physics and Inflationary Cosmology <���Физика Частиц и Инфляционная Космология> (Chur, Switzerland: Harwood, 1990), pp. 162-8; интересен, главным образом, аргумент, приводящий к уравнению 8.3.17. (Книга также доступна на arXiv:hep-th/0503203v2). Параметром, который может повысить флуктуации плотности, является сила, с которой взаимодействуют инфлатоны (частицы, переносящие инфляционные силы). Как показал Линде, в некоторых простых моделях увеличение этого параметра уменьшает размер вселенной экспоненциально от обратного квадратного корня от параметра взаимодействия. Большое спасибо Полу Стейнхарду за обсуждение, прояснившее этот вопрос.

Более подробно о космологическом естественном отборе см. Жизнь Космоса или следующие мои статьи: "The Fate of Black Hole Singularities and the Parameters of the Standard Models of Particle Physics and Cosmology" <���Судьба Сингулярностей Черных Дыр и Параметры Стандартных Моделей Физики Частиц и Космологии>, arXiv:gr-qc/9404011v1(1994); "Using Neutron Stars and Primordial Black Holes to Test Theories of Quantum Gravity" <���Использование Нейтронных Звезд и Изначальных Черных Дыр для Проверки Теорий Квантовой Гравитации>, arXiv:astro-ph/9712189v2(1998); "Cosmological Natural Selection as the Explanation for the Complexity of the Universe" <���Космологический Естественный Отбор как Объяснение Сложности Вселенной>, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 340:4, 705-13 (2004); "Scientific Alternatives to the Anthropic Principle" <���Научные Альтернативы Антропному Принципу>, arXiv:hep-th/0407213v3(2004); "The Status of the Cosmological Natural Selection" <���Статус Космологического Естественного Отбора>, arXiv:hep-th/0612185v1(2006); и "A Perspective on the Landscape Problem" <���Взгляд на Проблему Ландшафта>, приглашенный доклад в специальное издание Foundations of Physics , озаглавленное "Forty Years of String Theory: Reflecting on The Foudations" <���Сорок Лет Теории Струн: Размышления об Основах>, DOI: 10.1007/s10701-012-9652-x, см. также arXiv:1202.3373.

Роджер Пенроуз возражал мне, что сингулярности черных дыр имеют геометрию, весьма отличающуюся от начальной космологической сингулярности, что делает невероятным, что черные дыры могли бы являться источниками нашей вселенной или любых других. Это проблема, но ей можно заниматься, если квантовые эффекты играют большую роль в устранении сингулярности.

Заметим, что идея эволюционирующих законов сама по себе не требует глобальной одновременности. Изменение в законах могло бы происходить при событии, которое влияет на события только в своем причинном будущем. Как объяснялось в Главе 6, причинное упорядочение согласуется с относительностью одновременности. Но космологический естественный отбор требует глобального времени, чтобы иметь смысл - и это на самом деле вступает в конфликт с относительностью одновременности.

Обоснование этого в том, что масштабом физики, производящей пузыри, обычно выбирается масштаб великого объединения, который, по меньшей мере, на 15 порядков величины больше, чем массы кварков и лептонов Стандартной Модели. Так что вероятно, что массы этих легких фермионов в конечном итоге при формировании пузыря вселенной выбирались существенным образом хаотически.

B.J. Carr & M.J. Rees, "The Anthropic Principle and the Structure of the Physical World" <���Антропный Принцип и Структура Физического Мира>, Nature 278: 605-12 (1979); John D. Barrow & Frank J. Tipler, The Anthropic Cosmological Principle <���Антропный Космологический Принцип> (NewYork: Oxford University Press, 1986).

к оглавлению

Shamit Kachru et al., "De Sitter Vacua in String Theory" <���Вакуумы Де Ситтера в Теории Струн>, arXiv:hep-th/0301240v2(2003).

Oliver DeWolfe et al ., "Type IIA Moduli Stabilization" <���Стабилизация Модулей Типа IIA>, arXiv:hep-th/0505160v3(2005); Jessie Shelton, Washington Taylor and Brian Wecht, "Generalized Flux Vacua" <���Вакуумы с Обобщенными Потоками>, arXiv:hep-th/0607015(2006).

George F.R. Ellis & Lee Smolin, "The Weak Anthropic Principle and the Landscape of String Theory" <���Слабый Антропный Принцип и Ландшафт Теории Струн>, arXiv:0901.2414v1 [hep-th](2009).

Вселенные с отрицательной космологической константой, описанные Вашингтоном Тейлором с коллегами, отличаются от нашей в двух отношениях. Первое, что верно во всех теориях струн, в них привлекаются дополнительные размерности. Они не наблюдаемы, поскольку они малы и свернуты, но во вселенных Тейлора они могут стать большими. Это противоречит наблюдениям даже более явно, чем имеющийся неправильный знак космологической константы, и может быть взято как еще одно неверное предсказание теории струн. Однако, вы также можете утверждать, что жизнь в этих мирах не могла бы существовать. Почему это так, для меня не совсем ясно, так как имеются сценарии теории струн, в которых частицы и силы живут на трехмерных поверхностях, именуемых бранами, которые плавают в дополнительных измерениях. В конфигурациях такого сорта жизнь может быть совместима с тем, что дополнительные измерения большие.

Гипотетические миры с отрицательной космологической постоянной также имеют симметрию, которую наш мир не имеет, а именно суперсимметрию. Это может предотвращать формирование сложных структур; однако, возможно, что некоторая их часть может позволять суперсимметрии быть спонтанно нарушенной, а в этом случае жизнь в них может процветать. Раз уж имеется бесконечно больше теорий струн с отрицательной космологической постоянной, чем с положительной, даже если очень малая часть первых может поддерживать жизнь, они будут доминировать над последними. Спасибо Бену Фрейфогелю за обсуждение этой проблемы.

В лучшем случае мы могли бы детектировать влияние последних столкновений других вселенных с нашей вселенной. Эта возможность изучалась, и это привело к однобоким предсказаниям - что может быть видно нечто интересное, что могло бы быть интерпретировано как столкновение другой вселенной с нашей собственной, но если не видно ничего, что до настоящего времени, кажется, и имеет место, гипотеза не фальсифицируется. Stephen M. Feeney et al. , "First Observational Test of Eternal Inflation: Analysis Methods and WMAP 7-Year Results" <���Первый Наблюдательный Тест Вечной Инфляции: Методы Анализа и Семилетние Результаты WMAP>, arXiv:1012.3667v2 [astro-ph.CO](2011); и Anthony Aguirre & Matthew C. Johnson, "A Status Report on the Observability of Cosmic Bubble Collisions" <���Отчет о Состоянии Наблюдаемости Столкновений Космических Пузырей>, arXiv:0908.4105v2 [hep-th](2009) и Rept. Prog. Phys . 74:074901 (2011).