고인이 된 물리학자 스티븐 호킹은 처음에 저에게 “새로운 양자 이론을 개발하기 위해 함께 일해 달라”고 요청했습니다. 빅뱅” 1998년. 박사 프로젝트로 시작된 것은 약 20년에 걸쳐 강렬한 협업으로 발전하여 끝났습니다. 그의 통과만으로 3 월 14, 2018.
이 기간 내내 우리 연구의 중심에 있던 수수께끼는 빅뱅이 어떻게 창조될 수 있었는지였습니다. 삶에 완벽하게 호의적인 조건. 우리의 대답은 새 책으로 출간, 시간의 기원: 스티븐 호킹의 마지막 이론.
우주 또는 우주의 궁극적인 기원에 대한 질문은 물리학을 안락한 영역에서 벗어나게 합니다. 그러나 이것은 정확히 호킹이 모험을 좋아했던 곳이었습니다. 우주 설계의 수수께끼를 풀기 위한 전망 또는 희망은 호킹의 우주론 연구의 많은 부분을 이끌었습니다. "담대하게 어디로 가려면 스타 트렉 밟아야 할 두려움”은 그의 좌우명이자 화면 보호기이기도 했습니다.
우리의 공유된 과학적 탐구는 우리가 필연적으로 가까워졌다는 것을 의미했습니다. 그의 주변에 있으면 우리가 이해할 수 없는 질문을 해결할 수 있다는 그의 결단력과 낙관주의에 영향을 받지 않을 수 없었습니다. 그는 마치 우리가 우리 자신의 창조 이야기를 쓰고 있는 것처럼 느끼게 해줬고, 어떤 의미에서 우리는 그렇게 했습니다.
옛날에는 우주의 겉보기 설계는 설계자, 즉 신이 있어야 한다는 것을 의미한다고 생각했습니다. 오늘날 과학자들은 대신 물리 법칙을 지적합니다. 이 법칙에는 생명을 낳는 놀라운 속성이 많이 있습니다. 우주의 물질과 에너지의 양, 힘의 미묘한 비율 또는 공간 차원의 수를 생각해 보십시오.
물리학 자 발견하다 이러한 속성을 약간만 조정하면 우주에 생명이 없게 됩니다. 마치 우주가 수정된 것처럼 느껴집니다. 심지어 큰 것입니다.
그러나 물리 법칙은 어디에서 왔습니까? 알버트 아인슈타인부터 호킹의 초기 연구에 이르기까지 대부분의 20세기 물리학자들은 물리법칙의 기초가 되는 수학적 관계를 영원한 진리로 간주했습니다. 이 관점에서 우주의 겉보기 설계는 수학적 필요성의 문제입니다. 우주는 자연이 선택의 여지가 없었기 때문에 있는 그대로입니다.
21세기로 접어들면서 다른 설명이 등장했습니다. 아마도 우리는 각각 고유한 종류의 빅뱅과 물리학을 가진 우주의 패치워크를 생성하는 거대한 공간인 다중 우주에 살고 있을 것입니다. 통계적으로 이러한 우주 중 일부는 생명 친화적이라는 것이 이치에 맞을 것입니다.
그러나 곧 그러한 다중우주 사색은 역설의 나선 확인 가능한 예측이 없습니다.
우주론의 뒤집기
더 잘할 수 있을까요? 예, 호킹과 저는 발견했습니다. 그러나 우리의 물리 이론이 마치 전체 우주 밖에 서 있는 것처럼 신의 눈으로 볼 수 있다는 다중우주 우주론에 내재된 생각을 포기함으로써만 가능했습니다.
그것은 명백하고 동어반복처럼 보이는 요점입니다. 우주론은 우리가 우주 안에 존재한다는 사실을 설명해야 합니다. "우리는 외부에서 우주를 보는 천사가 아닙니다." 호킹이 나에게 말했다. "우리의 이론은 결코 우리와 분리되지 않습니다."
우리는 관찰자의 관점에서 우주론을 재고하기 시작했습니다. 이것은 이상한 규칙을 채택하는 것을 요구했습니다. 양자 역학, 입자와 원자의 미세 세계를 지배합니다.
양자역학에 따르면 입자는 동시에 여러 위치에 있을 수 있으며, 이를 중첩이라고 합니다. 입자가 (무작위로) 명확한 위치를 선택하는 것은 입자가 관찰될 때만입니다. 양자 역학에는 입자가 빈 공간에서 튀어나왔다가 다시 사라지는 것과 같은 임의의 점프와 요동이 포함됩니다.
따라서 양자 우주에서는 유형의 과거와 미래가 지속적인 관찰 과정을 통해 가능성의 안개에서 나옵니다. 이러한 양자 관찰은 인간이 수행할 필요가 없습니다. 환경 또는 단일 입자도 "관찰"할 수 있습니다.
그러한 수많은 양자 관찰 행위는 일어날 수 있는 일을 일어날 일로 끊임없이 변형시켜 우주를 더욱 견고하게 존재하게 만듭니다. 그리고 일단 무언가가 관찰되면 다른 모든 가능성은 무의미해집니다.
우리는 양자 렌즈를 통해 우주의 초기 단계를 되돌아보면, 물리학의 법칙조차 변화하고 진화하는 진화의 더 깊은 단계가 우주가 형성되는 것과 동기화되어 있음을 발견했습니다. 게다가, 이 메타 진화는 다윈의 풍미를 가지고 있습니다.
임의의 양자 점프가 가장 가능성 있는 것에서 자주 벗어나기 때문에 변이가 발생합니다. 양자 관찰 덕분에 이러한 일탈 중 일부가 증폭되고 고정될 수 있기 때문에 선택이 시작됩니다. 원시 우주에서 경쟁하는 두 힘(변이와 선택) 사이의 상호 작용은 물리 법칙의 가지를 치는 나무를 만들어 냈습니다.
결론은 우주론의 기초에 대한 심오한 수정입니다. 우주론자들은 보통 우주의 순간에 존재했던 법칙과 초기 조건을 가정하는 것으로 시작합니다. 빅뱅, 그런 다음 오늘날의 우주가 그들로부터 어떻게 진화했는지 고려하십시오. 그러나 우리는 이러한 법칙 자체가 진화의 결과라고 제안합니다.
차원, 힘 및 입자 종은 뜨거운 빅뱅의 용광로에서 변형되고 다양화되며(생물종이 수십억 년 후에 출현하는 방식과 다소 유사함) 시간이 지남에 따라 효과적인 형태를 얻습니다.
게다가 관련된 무작위성은 이 진화의 결과, 즉 우리 우주를 현재 상태로 만드는 일련의 특정한 물리 법칙이돌이켜 보면 이해할 수 있습니다..
어떤 의미에서 초기 우주는 엄청난 수의 가능한 세계의 중첩이었습니다. 그러나 우리는 인간, 은하계, 행성이 존재하는 오늘날 우주를 보고 있습니다. 그것은 우리가 우리의 진화를 이끈 역사를 본다는 것을 의미합니다.
"행운의 값"으로 매개변수를 관찰합니다. 그러나 우리는 그것들이 어떻게든 설계되었거나 항상 그렇게 되었다고 가정하는 것은 잘못입니다.
시간 문제
우리 가설의 핵심은 시간을 거슬러 추론하면 더 단순하고 더 적은 구조를 향한 진화가 끝까지 계속된다는 것입니다. 궁극적으로 시간과 함께 물리 법칙도 사라집니다.
이 견해는 특히 우리 이론의 홀로그램 형식에서 나온 것입니다. “홀로그램 원리”물리학에서는 홀로그램이 실제로는 XNUMX차원으로만 인코딩되어 있는데 XNUMX차원으로 보이는 것처럼 전체 우주의 진화도 유사하게 추상적이고 시간을 초월한 표면에 인코딩되어 있다고 예측합니다.
호킹과 나는 시간과 인과관계를 본다 "긴급 특성"으로 이전에는 존재하지 않았지만 수많은 양자 입자 사이의 상호 작용에서 발생했습니다. 단일 원자에 온도가 없음에도 불구하고 집합적으로 움직이는 많은 원자에서 온도가 나오는 것과 비슷합니다.
한 사람은 축소하고 홀로그램을 더 희미하게 살펴봄으로써 시간을 거슬러 올라갑니다. 그러나 결국 홀로그램에 인코딩된 모든 정보를 잃게 됩니다. 이것이 시간의 기원, 즉 빅뱅이 될 것입니다.
거의 한 세기 동안 우리는 불변의 자연법칙이라는 안정적인 배경에 맞서 우주의 기원을 연구해 왔습니다. 그러나 우리의 이론은 우주의 역사를 내부에서 그리고 초기 단계에서 물리 법칙의 계보를 포함하는 것으로 읽습니다. 그것은 그와 같은 법칙이 아니라 최종 결정을 내리는 변환 능력입니다.
미래의 우주 관측은 이에 대한 증거를 찾을 수 있습니다. 예를 들어 정밀 관측 중력파—시공간 구조의 잔물결—우주의 일부 초기 가지의 서명을 밝힐 수 있습니다. 발견된다면 호킹의 우주론적 피날레는 그의 가장 위대한 과학적 유산이 될 것입니다.
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- 출처: https://singularityhub.com/2023/05/12/what-stephen-hawkings-final-theory-of-the-cosmos-reveals-about-the-origins-of-time-and-life/
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