Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной
Шрифт:
к оглавлению в плоском трехмерном пространстве, за исключением того, что бесконечно удаленные точки составляют сферу. Это также имеет место, если пространство бесконечно, но отрицательно искривлено, как седло.
Когда вы хотите решить уравнения ОТО, вы должны задать информацию о том, что происходит на этой границе. Вы должны задать, что приходит внутрь от границы и что уходит за нее. Необходимость задать информацию о том, что происходит на бесконечно удаленной границе не отдана на наше усмотрение; это требуется теорией. (Для экспертов, уравнения Эйнштейна для пространственно бесконечной вселенной не могут быть выведены из вариационного принципа без того, чтобы имелись граничные члены,
В практике ОТО мы часто используем пространства с бесконечными границами как удобные модели изолированных систем. Рассмотрим галактику. В действительности она является малой частью вселенной, но для некоторых целей мы можем захотеть смоделировать ее как изолированную: например, мы можем захотеть смоделировать взаимодействие черной дыры в центре со звездами в галактическом диске. Так что мы рисуем границу вокруг галактики и конструируем решение ОТО, содержащее только то, что находится внутри этой границы. Но имеются некоторые технические трудности в работе с информацией, которая должна быть задана на конечной границе. Так что, исключительно для технического удобства, мы идеализируем ситуацию и выталкиваем границу прочь на бесконечность. Это радикально упрощает описание, поскольку мы можем наложить условие, что все вещество в этой модели содержится в одной галактике. Ничто не может прийти извне и уйти вовне, кроме гравитационных волн и света, которые мы можем использовать для наблюдения за галактикой.
Этот вид использования бесконечных пространств прагматичен, и по нему не может быть возражений. Тот факт, что информация должна быть задана поступающей из бесконечной границы, напоминает нам, что мы работаем с идеализацией, в которой мы вырезаем часть вселенной и описываем ее, как если бы она была всем, что существует. Но бессмысленно моделировать целую вселенную как имеющую внешнюю границу, которая требует конкретизации информации, поступающей из-за пределов бесконечной вселенной. Пока что именно это мы должны делать, если мы используем ОТО как нашу космологическую теорию и берем вселенную как пространственно бесконечную.
Подробнее об этих циклических космологиях см. Paul J. Steinhardt & Neil Turok, Endless Universe Beyond the Big Bang <Бесконечная Вселенная за Пределами Большого Взрыва> (New York: Doubleday, 2007).
Martin Bojowald, "Isotropic Loop Quantum Cosmology" <Изотропная Петлевая Квантовая Космология>, arXiv:gr-qc/0202077v1 (2002);
– -------------, "Inflation from Quantum Geometry" <Инфляция из Квантовой Геометрии>, arXiv:gr-qc/0206054vi (2001);
– -------------, "The Semiclassical Limit of Loop Quantum Cosmology" <Полуклассический Предел Петлевой Квантовой Космологии>, arXiv:gr-qc/0105113v1 (2001);
– -------------, "Dynamical Initial Conditions in Quantum Cosmology" <Динамические Начальные Условия в Квантовой Космологии>, arXiv:gr-qc/0104072v1 (2001) и
Shinji Tsujikava, Parampreet Singh, & Roy Maartens, "Loop Quantum Gravity Effects on Inflation and CMB" <Эффекты Петлевой Квантовой Гравитации в Инфляции и Космический Микроволновой Фон>, arXiv:astro-ph/0311015v3 (2004).
Jean-Lac Lehners, "Diversity in the Phoenix Universe" <Разнообразие во вселенной Феникса>, arXiv:1107.4551v1 [hep-th] (2011).
Roger Penrose, Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe <Круги Времени: Экстраординарно Новый Взгляд на Вселенную> (New York: Knopf, 2011).
См. утверждения, что круги обнаружены,
в:к оглавлению V. G. Gurzadyan & R. Penrose, "CCC-Predicted Low-Variance Circles in CMB Sky and LCDM" <Предсказанные Конформной Циклической Космологией Низко-Дисперсные Круги в Небе Космического Микроволнового Фона и LCDM Модель >, arXiv:1104.5675v1 [astro-ph.CO] (2011);
– -------------, "More of the Low-Variance Circles in CMB Sky" <Еще о Низко-Дисперсных Кругах в Небе Космического Микроволнового Фона>, arXiv:1012.1486v1 [astro-ph.CO] (2010);
– -------------, "Concentric Circles in WMAP Data May Provide Evidence of Violent Pre-Big-Bang Activity" <Концентрические Круги в Данных WMAP Могут Обеспечить Подтверждение Бурной Активности Перед Большим Взрывом>, arXiv:1011.3706v1 [astro-ph.CO] (2010).
Некоторые статьи утверждают, что это согласуется с шумом:
I. K. Wehus & H. K. Eriksen, "A Search for Concentric Circles in the 7-Year WMAP Temperature Sky Maps" <Поиск Концентрических Кругов в 7-Летних Картах WMAP Температуры Неба>, arXiv:1012.1268v1 [astro-ph.CO] (2010);
Adam Moss, Douglas Scott, & James P. Zibin, "No Evidence for Anomalously Low-Variance Circles on the Sky" <Отсутствие Подтверждения Аномально Низко-Дисперсных Кругов в Небе>, arXiv:1012.1305v3 [astro-ph.CO] (2011) и
Amir Hajian, "Are There Echoes from the Pre-Big-Bang Universe? A Search for Low-Variance Circles in the CMB Sky" <Есть ли Эхо от Вселенной До Большого Взрыва? Поиск Низко-Дисперсных Кругов в Небе Космического Микроволнового Фона>, arXiv:1012.1656v1 (2010).
Эта идея реализована в модели в работе Lee Smolin, "Matrix Universality of Gauge and Gravitational Dynamics" <Матричная Универсальность Калибровочной и Гравитационной Динамики>, arXiv:0803.2926v2 [hep-th] (2008).
– -------------, "Unification of the State with the Dynamical Law" <Унификация Состояния и Динамического Закона>, arXiv:1201.2632v1 [hep-th] (2012).
Уилер также сказал: "Ни один феномен не является реальным феноменом, пока он не является наблюдаемым феноменом". Я должен сказать, что с возрастом все больше и больше начинаю оценивать его загадочные и провоцирующие требования к нам.
Для дополнительой информации о представленных тут взглядах и для ссылок см. Lee Smolin, "Time and Symmetry in Models of Economic Markets" <Время и Симметрия в Моделях Экономических Рынков>, arXiv:0902.4274v1 [q-fin.GN] (2009).
Для введения в неоклассическую экономику см. Ross M. Starr, General Equilibrium Theory <Общая Теория Равновесия>, 2-nd edition (New York: Cambridge University Press, 2011).
Это показано теоремой Зонненшайна-Мантеля-Дебро или "теоремой вседозволенности", доказанной в 1972 тремя известнейшими экономистами. Один из них, Хьюго Зонненшайн, является не только членом Чикагской школы экономистов, но и служил президентом в этом университете. Hugo Sonnenschein, "Market Excess Demand Functions" <Функции Превышения Рыночного Спроса>, Econometrica, 403, 549-63 (1972). Debreu, G. "Excess Demand Functions" <Функции Превышения Спроса>, Journal of Mathematical Economics 1: 15-21 (1974), doi:10.1016/0304-4068(74)90032-9; R. Mantel, "On the Characterization of Aggregate Excess Demand" <К Характеристике Совокупного Превышения Спроса>, Jour. of Econ. Theory 7: 348-353 (1974), doi:10.1016/0022-0531(74)90100-8.