Астронет > Инфляция, квантовая космология и антропный принцип. Введение

Астронет: А. Д. Линде Инфляция, квантовая космология и антропный принцип
http://variable-stars.ru/db/msg/1181084/node1.html

<< Титульный лист|Оглавление|Хаотическая инфляция >>

Введение

Одним из главных желаний физиков является построение теории, которая бы естественным образом предсказывала наблюдаемые значения всех параметров фундаментальных частиц. Хочется верить, что правильная теория, описывающая наш мир, должна быть красивой и простой.

Однако большинство параметров элементарных частиц больше похожи на набор случайных чисел, чем на проявления некой скрытой гармонии природы. Например, масса электрона в тысячу раз меньше массы протона, который на два порядка легче W-бозона, масса которого на 17 порядков меньше фундаментальной планковской Между тем, уже достаточно давно было отмечено, что небольшое изменение (в 2-3 раза) массы электрона, постоянной тонкой структуры $\alpha_e$ , константы сильного взаимодействия $\alpha_s$ или постоянной тяготения $G= M_p^{-2}$ привело бы к тому, что жизнь того типа, который мы знаем, никогда не смогла бы возникнуть. Добавление или изъятие хотя бы одного из пространственных измерений сделало бы невозможным существование планетных систем. Действительно, при размерности пространства-времени $d > 4$ сила гравитационного взаимодействия падает быстрее, чем $r^{-2}$ , а при $d<4$ общая теория относительности утверждает полное отсутствие такой силы. Это говорит о невозможности существования стабильных планетных систем при $d\not = 4$ . Более того, для существования известной нам жизни необходимо, чтобы вселенная была достаточно большой, плоской, однородной и изотропной. Все это, а также некоторой количество иных аргументов, привело к формулировке так называемого антропного принципа(Barrow and Tipler, 1986; Rozental, 1988; Rees, 2000) В соответствии с ним, мы видим вселенную такой, какая она есть, потому, что только в такой вселенной могла возникнуть жизнь и, соответственно, мы сами.

До недавнего времени многие ученые предпочитали не упоминать антропный принцип в своих работах. Типичное отношение к нему было выражено в книге ``Ранняя Вселенная'' Колбом и Тернером (Kolb и Turner): `` Одному из авторов неясно, как такая невразумительная идея, как антропная, могла быть возвышена до уровня принципа'' (Kolb, 1990).

Такое скептическое отношение достаточно оправданно. Гораздо лучше найти простое физическое решение проблемы, чем спекулировать на тему того, что мы можем жить только в такой вселенной, в которой эта проблема отсутствует. Всегда есть риск того, что антропный принцип не решит проблему, а лишь послужит отговоркой.

С другой стороны, этот принцип может помочь нам осознать, что самые сложные и фундаментальные проблемы могут быть почти тривиальными, если взглянуть на них с другой точки зрения. Вместо того, чтоб отвергать или некритично принимать его, необходимо использовать более осторожный подход и решать, может ли он быть полезным в каждом конкретном случае.

Существуют две главные разновидности этого принципа: слабый и сильный антропный принципы Слабый антропный принцип просто говорит, что если вселенная состоит из частей с различными свойствами, то мы будем жить там, где наша жизнь возможна. Это кажется достаточно очевидным, неясно только, существуют ли во вселенной эти различающиеся области. Если нет, то любое обсуждение изменений массы электрона и постоянных взаимодействий совершенно бессмысленно.

Сильный антропный принцип утверждает, что вселенная должна была быть создана такой, чтоб в ней стало возможно наше существование. На первый взгляд, это утверждение не может быть справедливым, потому как человечество, возникшее спустя $10^{10}$ лет после установления базовых свойств нашей вселенной, никак не могло повлиять на ее структуру и на свойства элементарных частиц в ней.

Ученые часто связывали антропный принцип с идеей многократного (до достижения желаемых результатов) создания вселенной. Было неясно, кто этим занимался, и почему было необходимо создать вселенную, пригодную для нашего обитания. Более того, было бы гораздо проще создать подходящие для нас условия в малой окрестности солнечной системы, чем во всей вселенной. Зачем было усложнять задачу?

К счастью, большинство проблем, связанных с антропным принципом, были решены (Linde, 1983a,1984b,1986a) вскоре после создания инфляционной космологии. Потому далее мы напомним ее основные принципы.

<< Титульный лист|Оглавление|Хаотическая инфляция >>