«Мы будем ждать, пока не кончится время. И встретимся после конца»

В конце сентября внимание многих привлекла статья Буссо и др. (R. Bousso et al.) «Eternal inflation predicts that time will end» (arXiv: 1009.4698). Многие моменты в статье не просто недостаточны понятны читателю-неспециалисту, а могут привести к ложному пониманию идеи авторов, поэтому мы обратились за комментариями к Виталию Ванчурину (http://cosmos.phy.tufts.edu/~vitaly/) из Стэнфордского института теоретической физики. Вопросы задавал Сергей Попов.

На Ваш взгляд, статья Буссо и др. заслуживает внимания? Если да, то как бы Вы одним-двумя предложениями сформулировали основную мысль авторов?

— Статья заслуживает внимания, но не очень пристального. Основная мысль заключается в том, что есть некая проблема (так называемый парадокс Гуса — Ванчурина), которую надо решить, если мы хотим научиться делать некоторые предсказания в инфляционных моделях. Не предлагая собственно разрешения парадокса, Буссо и его соавторы выбирают очень прямолинейный путь. Они пишут, что к обрезанию (ограничению области интегрирования) надо относиться не как к вынужденному математическому способу подсчета вероятностей в бесконечном пространстве, а как к концу пространства (здесь мы говорим не о нашем трехмерии, а вообще о многообразии, на котором ведутся вычисления, т.е. в случае физической Вселенной — о пространстве-времени). На мой взгляд, это не очень интересное решение и, точно, не оригинальное. Кен Олум, упоминаемый в статье, был первым, кто озвучил эту идею.

Можно ли сказать, что полупопулярный характер статьи является иллюзией и на самом деле прямое восприятие некоторых утверждений авторов наивно, так как подразумевается, что читатель глубоко понимает контекст?

— Наверное — да. Они предполагают, что читатели досконально понимают «проблему определения меры» (measure problem).

Идет ли речь о «реальном» времени с точки зрения наблюдателя (нас), или же речь идет о формальном способе вычисления вероятностей в некотором классе космологических моделей?

— В этом-то и дело! Обычно в данном контексте временная координата описывает абсолютно формальный способ вычисления вероятностей, но в данной статье они решили отождествить формальную координату с «реальным временем». Это странно.

Была промоделирована 3+1 эволюция вселенной. На рисунке показан срез для некоторого момента времени. Двумерная поверхность разделяет области вечной инфляции от областей, прошедших через термализацию. Сторона, окрашенная в красный цвет, относится к областям, где идет инфляция и жизнь невозможна. С зеленой стороны уже могут формироваться галактики, звезды, а, соответственно, может появиться жизнь.

Если вечной инфляции нет, а мы просто имеем бесконечное расширение Вселенной, исчезает ли парадокс и почему? То есть в чем особенность инфляционных моделей с этой точки зрения?

— Если расширение экспоненциальное, как в инфляции, то парадокс есть. Если же расширение медленнее, чем экспоненциальное (скажем, степенное, как в стандартной космологии, без космологической постоянной), то парадокса нет. Проблема заключается в том, что при экспоненциальном расширении большая часть объема пространства-времени находится около поверхности обрезания.

Рассуждения Буссо и др. как-то связаны с «больцмановским разумом» и антропным принципом?

— Нет, по большому счету — нет. В последнее время антропный принцип немного дискредитировал себя, и поэтому если можно решать какие-то задачи без него, то это и нужно делать. В данном контексте парадокс не опирается на антропный принцип, тогда как в случае «больцмановских разумов» анализ напрямую связан с антропным принципом.

Не могли бы Вы подробнее рассказать о парадоксе Гуса — Ванчурина?

— Кратко он описан в четвертом разделе статьи Буссо и др. А вообще лучше подождать выхода нашей с Аланом Гусом статьи.

В двух словах, представим, что бросается монетка, а наблюдатель ложится спать (не зная, что выпало). Наблюдатель просыпается по будильнику через промежуток времени, зависящий от результата бросания монетки (в одном случае это короткое время, в другом — длинное). Используя стандартные методы расчета вероятностей в мультиверсе, мы можем получить, что, к примеру, одна сторона монеты выпадает в 99% случаев, а другая – в 1% (правда, для получения столь сильного эффекта надо «спать» очень долго, и такой эксперимент нельзя поставить с человеком, но важна сама возможность его осуществления в принципе). С другой стороны, исходя из локальных рассуждений, выпадение орла или решки равновероятно. Но в мультиверсе не всегда понятно, когда можно использовать локальные, а когда — глобальные подсчеты, что и ведет к парадоксам. Другой пример логических несоответствий уже описан в моей статье с Мадияром Нурбалой (Mahdiyar Noorbala) — arXiv:1006.4148, где предложен гораздо более «координатный», чем у Буссо и соавторов, способ разрешения парадоксов.

Могу добавить, что в Интернете появилось много «клонов» парадокса Гуса-Ванчурина, но практически везде люди обсуждают это без достаточного понимания «проблемы определения меры», а это то же самое, что обсуждать парадокс близнецов, не зная ОТО.

Можно ли сказать, что такие рассуждения являются в некотором виде конструктивной критикой некоторых моделей (как, например, обстоит дело с «больцмановским разумом»)? То есть такой анализ полезен с точки зрения развития моделей?

— В этом и был основной смысл данного парадокса (Гуса — Ванчурина . — Прим. ред.). Он просто показал, что стандартные методы подсчета вероятностей приводят к логическим противоречиям. Как разрешить эти противоречия, пока не ясно. Возможно, придется существенно изменить всю картину мультиверса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 См. также:

  • «Ищут давно, но не могут найти…»24.02.2015 «Ищут давно, но не могут найти…» Никому до сих пор не ведомые элементарные частицы могут открывать экспериментаторы, ну а могут сначала «на кончике пера» предсказать теоретики. Так были предсказаны позитрон, нейтрино, бозон Хиггса… Но не все предсказанные частицы открыты. В этой статье речь пойдет о драматической судьбе аксионов.
  • Космология в момент рождения26.09.2017 Космология в момент рождения Новые науки редко возникают практически в одночасье, как Афина из головы Зевса. Однако сто лет назад нечто подобное имело место. Именно так появилась на свет одна из самых динамичных и перспективных наук нашего времени — физическая космология. В 1916 году Альберт Эйнштейн написал четыре статьи с детальным изложением общей теории относительности, после чего применил ее для моделирования Вселенной. Свои результаты он представил в статье Kosmologische Betrachtungen zur Allgemeinen Relativitätstheorie, Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, 1917 (part 1), 142–152, отправленной в печать 8 февраля 1917 года. В этой работе он смоделировал Вселенную в виде статичного трехмерного неевклидова пространства положительной кривизны, заполненного неподвижной материей постоянной плотности. В основу своей модели Эйнштейн положил ряд допущений, которые в целом соответствовали астрономической парадигме того времени. Она вполне позволяла предположить (так и сделал Эйнштейн), что свойства Вселенной не изменяются со временем. Он также постулировал, что в космосе нет ни выделенных мест, ни выделенных направлений, а гравитирующая материя в среднем равномерно распределена по […]
  • Алексей Старобинский: Квантово-гравитационные эффекты — не фантазия, их можно даже измерить15.08.2017 Алексей Старобинский: Квантово-гравитационные эффекты — не фантазия, их можно даже измерить Ответить на вопрос, как появилась Вселенная, ученые пытались довольно давно. Но все теоретические модели оказывались недоказанными, пока не появилась техническая возможность это проверить. Сегодня наблюдения, эксперименты за космическим пространством с помощью новейших телескопов подтверждают предположения физиков, которые придумали невероятную, на первый взгляд, инфляционную модель Вселенной. Предлагаем вашему вниманию интервью Ольги Орловой с одним из ее создателей, академиком РАН Алексеем Старобинским.
  • Эйнштейн и другие (Фридман, Леметр, Хаббл и Хьюмасон)18.07.2017 Эйнштейн и другие (Фридман, Леметр, Хаббл и Хьюмасон) Альберт Эйнштейн, которого многие считают самым выдающимся ученым всех времен и народов; создатель теории относительности, перевернувший все представления о времени и пространстве; Эйнштейн, с работ которого началась атомная эра в истории человечества, в конце жизни оказался в полной интеллектуальной изоляции, никому не нужный и не интересный. Как такое могло произойти, какие ошибки великого физика привели к столь печальному финалу? Об этом — новая книга известного американского писателя, лауреата множества литературных премий, автора бестселлеров «E = mc2. Биография самого знаменитого уравнения в мире» и «Электрическая Вселенная», переведенных на 26 языков мира, Дэвида Боданиса (David Bodanis, 2016). Публикуем отрывки из перевода этой книги, вышедшего в издательстве «Лаборатория знаний».

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: