Бесконечна, или нет?

[npduel]

NikitinAndrey в сообщении #792316 писал(а):

Похоже Вы не поняли моего вопроса. Если вселенная ограниченна в размерах, имеет начальный момент рождения, то почему бы условиям, послужившим причиной ее рождения, не стать причиной рождения и других вселенных?

А Вы лучше переформулируйте свой вопрос на более конкретные вопросы. Например:
1. Есть ли в пространстве места, где вещественной Вселенной нет?
2. Были ли во времени "времена", когда аещественная Вселенная не существовала?
3. Если на оба вопроса есть физический ответ да, то что есть (было), где вещественной Вселенной нет (не было)? ...
Иначе местные "хвилософы" утопят тему в словах.

[NikitinAndrey]

Munin в сообщении #792350 писал(а):

Раз уж вы претендуете на то, чтобы интересоваться чем-то, то продемонстрируйте для начала, что это не пустяшный интерес: покажите начитанность хотя бы на уровне Википедии, журналов "СОЖ", "Квант", "В мире науки", научно-популярных книг, сайтов "Астронет" и "Элементы"...

Хорошо, раз уж не удалили вопрос, то можно продолжить.

На сегодняшний день, согласно научным данным, Наблюдаемая Вселенная является геометрически плоской: еще одним обоснованием этого послужили данные "Планка". Если по данным WMAP общая плотность находилась где то между "ниже критической" и "выше критической" (1.08+0.09-0.07), то по данным "Планка" она такова: 1.0 ±0.02, то есть еще ближе к критической. Однако некоторые инфляционные теории предполагают, что наблюдаемая вселенная плоская не потому, что плоска вся вселенная, а потому что в период инфляционного расширения пространство стало таким огромным, что даже в пределах диаметра в почти 93 млрд световых лет оно кажется плоским. И вот тут у меня появляется вопрос: теория Андрея Линде (Хаотической инфляции) предполагает, что фазовые переходы ложного вакуума в разных областях вселенной происходили/происходят/будут происходить вечно и непрерывно: скалярное поле будет катиться к разным минимумам, образуя разные и бесчисленные (?) домены. Исходит ли из этого, что согласно теории Линде вселенная пространственно бесконечна? Если да, если у общей вселенной бесконечный объем (иными словами, можно ее представить как неограниченную плоскость с бесконечным объемом), то почему Теории инфляции понадобилась, в числе других объяснений, обосновать, почему вселенная так плоска. Если же, исходя из теории Линде, вселенная имеет конечный объем, то как понимать "вечное и бесконечное рождение новых доменов"?

Теории инфляции не отвечают на более важный вопрос: откуда и почему появился ложный вакуум (скалярное поле высоких энергий, которое привело к инфляции): он воспринимает его как данность. Хотя у Виленкина появилась гипотеза "рождения вселенной из ничего" (то же у Л. Краусса), однако 1) совершенно непонятно, что имеется ввиду под понятием "ничто", 2) и как в этом "ничто" могут происходить квантовые флуктуации, при которых "частица квантовой пены, преодолев энергетический барьер, оказывается заполнен ложным вакуумом и подвергается инфляции" (Виленкин).

[Munin]

npduel в сообщении #792381 писал(а):

А Вы лучше переформулируйте свой вопрос на более конкретные вопросы. Например:
1. Есть ли в пространстве места, где вещественной Вселенной нет?
2. Были ли во времени "времена", когда аещественная Вселенная не существовала?
3. Если на оба вопроса есть физический ответ да, то что есть (было), где вещественной Вселенной нет (не было)? ...
Иначе местные "хвилософы" утопят тему в словах.

Это очень глупые более конкретные вопросы. Ответы на них не дают ответов на исходные вопросы.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

Однако некоторые инфляционные теории предполагают, что наблюдаемая вселенная плоская не потому, что плоска вся вселенная, а потому что в период инфляционного расширения пространство стало таким огромным, что даже в пределах диаметра в почти 93 млрд световых лет оно кажется плоским.

Уже видно, что что-то читали. Но не некоторые инфляционные теории, а все инфляционные теории.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

И вот тут у меня появляется вопрос: теория Андрея Линде (Хаотической инфляции) предполагает, что фазовые переходы ложного вакуума в разных областях вселенной происходили/происходят/будут происходить вечно и непрерывно: скалярное поле будет катиться к разным минимумам, образуя разные и бесчисленные (?) домены. Исходит ли из этого, что согласно теории Линде вселенная пространственно бесконечна?

Нет. Всего лишь - что Вселенная намного больше того, что мы можем оценить, исходя из наблюдательных данных в нашей наблюдаемой части Вселенной (которая в свою очередь ничтожно мала по сравнению с нашим доменом).

Кроме того, в теории хаотической инфляции все фазовые переходы находятся "внутри" пространства Де Ситтера. А у пространства Де Ситтера есть такой забавный эффект, что его можно считать и пространственно конечным, и пространственно бесконечным, в зависимости от выбранной желаемой точки зрения. Причина в том, что Вселенная, на самом деле, четырёхмерна, и главную роль играет её четырёхмерная форма и её конечность, а она при этом вполне конкретная - но в трёхмерном смысле её можно рассматривать "под разными углами". За подробностями см.
Хокинг, Эллис. Крупномасштабная структура пространства-времени.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

Если да, если у общей вселенной бесконечный объем (иными словами, можно ее представить как неограниченную плоскость с бесконечным объемом), то почему Теории инфляции понадобилась, в числе других объяснений, обосновать, почему вселенная так плоска.

Потому что плоскость - была наблюдаемым фактом. А просто из бесконечного объёма плоскость не следует. Бесконечный объём может быть и с отрицательной кривизной (как в пространстве Лобачевского). За подробностями см.
Долгов, Зельдович, Сажин. Космология ранней Вселенной.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

Если же, исходя из теории Линде, вселенная имеет конечный объем, то как понимать "вечное и бесконечное рождение новых доменов"?

Вот так и понимать - бесконечное и вечное. Новые домены отнимают 0 % от объёма Вселенной. Более точно, объём Вселенной растёт быстрее, чем доля, приходящаяся на все существующие домены вместе взятые, поэтому всегда найдётся, где рождать новые. Это тоже свойство решения Де Ситтера, где про него читать - см. выше.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

Теории инфляции не отвечают на более важный вопрос: откуда и почему появился ложный вакуум (скалярное поле высоких энергий, которое привело к инфляции): он воспринимает его как данность.

Да, не отвечает. Это и не её задача. Дело в том, что такой ложный вакуум появился из предсказаний теорий физики элементарных частиц, применённой к космологии Большого Взрыва (более конкретно, из теории электрослабого взаимодействия в горячих стадиях Большого Взрыва - был предсказан температурный фазовый переход, связанный со спонтанным нарушением симметрии). За подробностями см.
Окунь. Физика элементарных частиц.
и вышеназванную книгу Долгова-Зельдовича-Сажина.

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

Хотя у Виленкина появилась гипотеза "рождения вселенной из ничего" (то же у Л. Краусса), однако 1) совершенно непонятно, что имеется ввиду под понятием "ничто", 2) и как в этом "ничто" могут происходить квантовые флуктуации, при которых "частица квантовой пены, преодолев энергетический барьер, оказывается заполнен ложным вакуумом и подвергается инфляции" (Виленкин).

Ссылки на Виленкина и Краусса дайте нормально.

Как "в этом ничто могут происходить квантовые флуктуации" - см. любые популярные книги по квантовой теории поля, и даже, для начала, по квантовой механике (квантовые флуктуации в вакууме аналогичны нулевым квантовым колебаниям в механической системе на нижнем уровне энергии). Например:
Фейнман. КЭД - странная теория света и вещества.
Мигдал. Квантовая физика для больших и маленьких.
на более серьёзном уровне:
вышеназванная книга Окуня,
Хелзен, Мартин. Кварки и Лептоны.
Но вообще, вопрос очень большой, и разобраться в нём без углубления в специфику квантовой физики не получится.

Насколько более содержательный разговор получается, когда вы перестаёте спрашивать "мнения" и устраивать голосования!

[npduel]

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

И вот тут у меня появляется вопрос: теория Андрея Линде (Хаотической инфляции) предполагает, что фазовые переходы ложного вакуума в разных областях вселенной происходили/происходят/будут происходить вечно и непрерывно

На такую постановку вопроса наука давно ответила. См., например, Физическая энциклопедия (т.1, С.346):

Цитата:

В прошлом неоднократно возникали дискуссии о том, могут ли такие физ. св-ва В., как конечность или бесконечность её временного существования и пространственного объёма, быть выведены из ощефилософских соображений без использования данных наблюдений и конкретных физ. теорий. В настоящее время общепризнанно, что ответ на этот вопрос является отрицательным. Поскольку В. не обязательно исчерпывает собой весь объективно существующий мир, допустима гипотеза о существовании других вселенных.

-- 25.11.2013, 12:11 --

Sergeevich в сообщении #792325 писал(а):

Исходя из того, что в мире не существует ничего абсолютного и бесконечного, можно предположить, что вселенная конечна.

Здесь нужно не предполагать, а знать. В науке определено, что Вселенная - это вся окружающая нас часть материального мира, доступная наблюдению.

[DimaM]

npduel в сообщении #792425 писал(а):

В науке определено, что Вселенная - это вся окружающая нас часть материального мира, доступная наблюдению.

Нет, вроде. Иначе словосочетание "наблюдаемая Вселенная" было бы тавтологией.

[Someone]

DimaM в сообщении #792428 писал(а):

Нет, вроде. Иначе словосочетание "наблюдаемая Вселенная" было бы тавтологией.

Хм... Мне почему-то запомнилась "наблюдаемая часть Вселенной". А под Вселенной обычно понимают весь физический мир.
Хотя встречается и другое употребление этого термина.

[Munin]

Someone в сообщении #792442 писал(а):

Хм... Мне почему-то запомнилась "наблюдаемая часть Вселенной".

Это одно и то же. Observable Universe - больше по-английски, "наблюдаемая часть" - по-русски.

[NikitinAndrey]

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Уже видно, что что-то читали. Но не некоторые инфляционные теории, а все инфляционные теории.

Спасибо. Похоже диалог получается.

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Кроме того, в теории хаотической инфляции все фазовые переходы находятся "внутри" пространства Де Ситтера. А у пространства Де Ситтера есть такой забавный эффект, что его можно считать и пространственно конечным, и пространственно бесконечным, в зависимости от выбранной желаемой точки зрения. Причина в том, что Вселенная, на самом деле, четырёхмерна, и главную роль играет её четырёхмерная форма и её конечность, а она при этом вполне конкретная - но в трёхмерном смысле её можно рассматривать "под разными углами". За подробностями см.

Иными словами (перефразируя Грина) для наблюдателя внутри домена (пузыря) он (домен) будет бесконечным, а если "смотреть" на домен "снаружи", то он вполне себе конечный? Я правильно понял?

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Вот так и понимать - бесконечное и вечное. Новые домены отнимают 0 % от объёма Вселенной. Более точно, объём Вселенной растёт быстрее, чем доля, приходящаяся на все существующие домены вместе взятые, поэтому всегда найдётся, где рождать новые. Это тоже свойство решения Де Ситтера, где про него читать - см. выше.

Вот тут у меня и появляются проблемы: если количество доменов и время существования Вселенной имеют знак бесконечности, то как сама Вселенная может быть конечной?

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Ссылки на Виленкина и Краусса дайте нормально.

http://www.amazon.com/Many-Worlds-One-Search-Universes/dp/0809067226
http://inspirehep.net/search?p=find+a+vilenkin
http://www.youtube.com/watch?v=EjaGktVQdNg

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Как "в этом ничто могут происходить квантовые флуктуации" - см. любые популярные книги по квантовой теории поля, и даже, для начала, по квантовой механике (квантовые флуктуации в вакууме аналогичны нулевым квантовым колебаниям в механической системе на нижнем уровне энергии).

Про нулевые колебания вакуума и проблему космологической постоянной я знаю. Если считать вакуум "ничем", то вопрос сам собой отпадет. Но вакуум это ведь не "ничто", потому что у него есть энергия и в нем постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Что имеют ввиду физики, говоря "ничто"?

[Munin]

NikitinAndrey в сообщении #792451 писал(а):

Иными словами (перефразируя Грина) для наблюдателя внутри домена (пузыря) он (домен) будет бесконечным, а если "смотреть" на домен "снаружи", то он вполне себе конечный? Я правильно понял?

Нет, "пузырь" будет конечным и так, и сяк. А вот тот хаотический метастабильный вакуум, в который все эти "пузыри" погружены - может быть и конечным, и бесконечным. Разумеется, оба варианта - точки зрения "изнутри", но всё-таки немного разные. Откройте Хокинга-Эллиса, там всё же написано. Простым языком этого не объяснить. Хотя...

Вот представьте себе конус. Его можно рассечь плоскостью так, что получится эллипс - конечная кривая. А можно - так, что получится парабола или гипербола - бесконечная кривая.

Всё, ни слова больше. И так страшная профанация. В сад, в сад...

NikitinAndrey в сообщении #792451 писал(а):

Вот тут у меня и появляются проблемы: если количество доменов и время существования Вселенной имеют знак бесконечности, то как сама Вселенная может быть конечной?

Ну это смотря в какую сторону. Цилиндр, например, - он повдоль конечный, а поперёк - нет. Вселенная (в сценарии хаотической инфляции, напоминаю, а это только одна из гипотез) в будущее бесконечна. А "поперёк" - почему бы ей и не быть конечной?

NikitinAndrey в сообщении #792451 писал(а):

http://www.amazon.com/Many-Worlds-One-Search-Universes/dp/0809067226
http://inspirehep.net/search?p=find+a+vilenkin
http://www.youtube.com/watch?v=EjaGktVQdNg

Мдя. Ни того, ни другого не пил.
Можно я не буду?.. Книжку не скачать, беседу долго слушать, вторая ссылка вообще неконкретное издевательство.

"Вселенная из ничего" - это явно не Виленкин придумал. Это идея из середины 20 века, когда посчитали энергию, чтобы создать Вселенную, и получилось, что она нуль (ну, там, плюс-минус). Соответственно, появилась мысля, что изначально Вселенная могла возникнуть просто как квантовая флуктуация (неизвестно чего неизвестно в чём, но в пустом), а потом уже завертелось и понеслось. Сейчас эту идею обдумывают глубоко и разносторонне, но пока ни к чему конкретному не пришли. А популяризовать старую и общеизвестную идею - большого героизма не надо.

NikitinAndrey в сообщении #792451 писал(а):

Про нулевые колебания вакуума и проблему космологической постоянной я знаю. Если считать вакуум "ничем", то вопрос сам собой отпадет. Но вакуум это ведь не "ничто", потому что у него есть энергия и в нем постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Что имеют ввиду физики, говоря "ничто"?

Стоп. Физики вообще не говорят "ничто". Это только популяризаторы в запале говорят "ничто". А что они под этим имеют в виду - часто надо с пытками выяснять. Но обычно - просто тот самый нормальный вакуум, который, как вы правильно знаете, на самом деле не "ничто".

Вот то, что вы назвали "постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы", на самом деле можно назвать чуть иначе: постоянно рождаются и исчезают флуктуации, какие-то конфигурации физических полей. И вот одна из этих флуктуаций могла стать в точности "зародышем Вселенной", а тогда после этого она не стала исчезать, а стала разрастаться, что ей позволено, раз уж у неё энергия нуль.

[NikitinAndrey]

Спасибо большое за ответы.

[npduel]

NikitinAndrey в сообщении #792399 писал(а):

как в этом "ничто" могут происходить квантовые флуктуации

Вы правильно подметили, что в "ничто" никаких квантовых флуктуаций происходить не может. В вещественной Вселенной, даже в самом пустом её месте, всегда присутствет несчётное количество проявлений волновых функций всех (!) остальных частиц вещественного мира, интерференция которых и порождает квантовые флуктуации. Когда этого мира не было, не было и его проявлений в виде нулевых колебаний вакуума.
Но "Ничто", которое было до большого взрыва, тоже не было нематериальной пустотой. Это были другие виды материи, которые во время БВ превратились в вещество, в его поля, в его квантовые флуктуации.

[kry]

Munin в сообщении #792408 писал(а):

Вот так и понимать - бесконечное и вечное.

Прошу прощения, что влезаю в дискуссию, но я просто обязан задать один вопрос. который меня давно мучает: что в данном случае подразумевается под "вечно"? Это значит, что инфляция когда-то начавшись будет вечно длиться в будущем, или же у инфляции вообще нет начала и в прошлом? Просто я недавно читая одну научную работу (Time After Time - Big Bang Cosmology and the Arrows of Time, Ruediger Vaas) наткнулся на спор между Гутом и Виленкиным с одной стороны(которые соответственно считают, что у инфляции было начало в прошлом, но она будет длиться вечно в будущем) и Линде, который соответственно считает, что у инфляции не должно быть начала и в прошлом.Я нашел их оригинальные работы( соответственно A. Borde, A. H. Guth, A. Vilenkin, Inflationary spacetimes are not past-complete. Phys. Rev. Lett. 90, 151301 (2003) (http://arxiv.org/abs/gr-qc/0110012) и A. Linde, Prospects of Inflation (2004) (http://arxiv.org/abs/hep-th/0402051), но даже после прочтения так и не понял какая из этих точек зрения считается более корректной? Или данный вопрос пока вообще не решён?

[Munin]

В данном конкретном случае речь шла только о вечности в будущее.
Был ли такой режим вечным в прошлое - возможны обе точки зрения, и не думаю, что здесь есть существенные аргументы за одну из них. Вообще, мне кажется, такой спор не очень-то существенен. Спора не читал.

[kry]

Munin в сообщении #792599 писал(а):

В данном конкретном случае речь шла только о вечности в будущее.
Был ли такой режим вечным в прошлое - возможны обе точки зрения, и не думаю, что здесь есть существенные аргументы за одну из них.

Спасибо большое за ответ!Примерно так я и предполагал.

[Munin]

kry в сообщении #792531 писал(а):

A. Borde, A. H. Guth, A. Vilenkin, Inflationary spacetimes are not past-complete. Phys. Rev. Lett. 90, 151301 (2003) (http://arxiv.org/abs/gr-qc/0110012)

Читаю эту работу. Интересная. Вкратце, речь о том, что если инфляция и вечная, это ещё не значит, что она однородная по времени - и вот тут уже есть что обсуждать.