정의에 따르면 우주는 존재하는 모든 것의 총체여야 하는 것처럼 보입니다. 그러나 우주론, 입자물리학, 양자역학에서 나오는 다양한 주장은 우리 우주 외에 다른 자연법칙을 따르는 관찰할 수 없는 우주가 있을 수 있음을 암시합니다. 다중우주의 존재는 추측에 불과하지만, 많은 물리학자들에게 다중우주는 과학의 가장 큰 미스테리에 대한 그럴듯한 설명을 제시합니다. 이 에피소드에서 Steven Strogatz는 이론 물리학자와 함께 다중 우주에 대한 아이디어를 탐구합니다. 데이비드 카플란 그것이 우리 자신의 존재에 대해 무엇을 의미하는지 배웁니다.

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성적 증명서

스티브 스트로가츠 (00:03): 저는 Steve Strogatz이고 이것은 이유의 기쁨, 팟캐스트 Quanta Magazine 오늘날 수학과 과학에서 답이 없는 가장 큰 질문으로 안내합니다. 이 에피소드에서 우리는 질문할 것입니다. 우리는 다중 우주에 살고 있습니까?

(00:16) 가족이든, 친구든, 고향이든, 직장이든 우리는 모두 각자의 작은 거품 속에 살고 있다는 것을 알고 있습니다. 그리고 생각해보면 동물들도 그들만의 작은 거품 속에서 살아갑니다. 물고기는 바다의 특정 부분이나 다른 호수나 강에 산다. 하늘의 얼음과 수증기도 물의 형태이지만 미생물 개체수가 있는 얼음이나 새와 함께 하늘을 날아다니는 것을 찾을 수 없습니다. 우주도 이와 같을 수 있을까? 어쩌면 우리는 혼자가 아니며 망원경과 적외선 카메라의 도움으로 볼 수 있는 것이 전부가 아닐 수도 있습니다. 아마도 공간은 무한할 것입니다. 아마도 우리 우주 너머에 여러 우주가 있을 수 있으며, 아마도 동일한 구성 요소 중 일부로 구성되거나 심지어 우리 우주를 집이라고 부를 수 있는 물리 법칙을 깨뜨릴 수도 있습니다.

(01:08) 다중 우주에서 살 수 있다는 놀라운 개념입니다. David Kaplan이 가능하다고 생각하는 아이디어입니다. Kaplan은 볼티모어에 있는 Johns Hopkins University의 이론물리학자입니다. 그는 입자 물리학과 우주론의 표준 모델에 적용되는 이론적 가능성을 살펴봅니다. 그는 또한 2013년 다큐멘터리 입자 발열, Large Hadron Collider의 첫 번째 실험에 대해. 데이빗, 오늘 함께해주셔서 감사합니다.

데이비드 카플란 (01:38): 반갑습니다.

스트로가츠 (01:39): 음, 훌륭합니다. 멀티버스에 대한 당신의 의견이 매우 궁금합니다. 다중 우주에 도달하기 전에 좋은 구식 우주에 대해 이야기합시다. 제 말은, 저는 우주에 대해 들으며 자랐습니다. 그것이 정의상 존재하는 전부라고 생각합니다. 내가 그럴 권리가 있습니까? 다중 우주를 정의하기 전에 우주를 어떻게 정의할까요?

카플란 (01:57): 와. 글쎄요, 조금 더 유용하거나 실용적이거나 엄격하다고 생각합니다. 우리는 종종 관측 가능한 우주에 대해 이야기합니다. 그리고 관찰 가능한 우주는 우리가 접근할 수 있는 우주의 일부입니다. 그리고 우주가 무엇이든 전체를 볼 수 있는 우리의 능력을 제한하는 매우 단순한 사실이 있습니다. 그것은 우주가 적어도 유한한 것처럼 보인다는 사실입니다. 또는 적어도 우리가 우주라고 부르는 것의 초기 단계에는 밀도가 높고 뜨거워서 빛이 통과할 수 없었습니다. 그래서 관측 가능한 우주는 오늘날보다 훨씬 더 이른 시간에 우주의 그 부분을 떠나는 빛이 우주를 통과할 수 없었던 곳을 우리가 되돌아볼 수 있는 거리입니다.

(02:53) 즉, 초기 우주에서 우주가 더 작고 뜨겁고 밀도가 높으면 빛이 직선으로 이동하지 않았습니다. 그것은 초기 우주였던 수프인 플라즈마에 갇혀 있었습니다. 그리고 우주가 팽창하고 충분히 냉각되어 빛이 한 장소에서 다른 장소로 그리고 우주를 가로질러 이동할 수 있는 공간을 찾을 수 있게 되었을 때, 그것은 우리가 지금 "마지막 산란 표면"이라고 부르는 것을 남겼습니다. 그래서 우리가 밖을 내다볼 때 어떤 의미에서 모든 방향으로 표면이 있습니다. 우리는 그것을 우주 마이크로파 배경이라고 부릅니다. 그것은 빛에 투명하지 않았던 아주 초기 단계에서 우리가 우주를 보고 있는 표면입니다. 그런 의미에서 우리는 우주에서 볼 수 있는 것에 매우 엄격하게 접근할 수 있습니다. 따라서 우리는 그것을 "관찰 가능한 우주"라고 부릅니다. 분명히 그 너머에 우주가 있을 수 있습니다. 그러나 우주의 수명이 유한하고 우리에게 도달하는 데 유한한 시간이 걸린다면 수학적으로 특정 지점 이상을 볼 수 없습니다.

스트로가츠 (03:57): 훌륭합니다. 나는 당신이 방금 적용한 엄격함을 좋아합니다. 그렇다면 다중 우주라는 개념으로 넘어가야 할 것 같습니다.

카플란 (04:04): 다중 우주(또는 우주의 초기 시작, 그 모든 것)에 관해서는 모두 매우 사변적입니다. 따라서 "빅뱅에서는 시간과 공간을 창조합니다."와 같은 표준적인 말을 듣게 됩니다. 그리고 어떤 의미에서 그것이 아마도 옳다고 말할 수 있는 개념이 있습니다. 그러나 실제로 진행되는 것은 질서의 밀도에 도달할 때입니다. 이를 플랑크 에너지라고 합니다. 기하학 또는 우주의 기하학 이론에 대한 중력의 설명은 무너집니다. 그것은 이전 시대에 다른 종류의 시간과 공간이 없다는 것을 의미하지 않습니다. 그 당시에는 일반 상대성이론이 더 이상 적용되지 않는다는 것뿐입니다.

(04:53) 그렇다면 시간이 무한히 먼 과거로 돌아갈 수 있을까요? 우리가 시간이라고 부르는 것의 다른 레이블? 전적으로. 우리는 모른다. 일반 상대성 이론이 올바른 설명이 아닌 에너지 척도에 도달했을 때 매우 낮은 에너지 밀도에서 이것이 어떻게 변하는지 우리는 모릅니다.

(05:14) 그래서 사람들이 끼어들어 '음, 시간과 공간은 무에서 순간적으로 만들어지는 것 같습니다.'라고 말합니다. 그러나 그것은 수학적으로 잘 정의된 설명이 아닙니다. 일종의 희망에 찬 시간과 공간의 압축입니다. 그리고 정말로 아무 것도 가지고 있지 않다면 거기에는 아무것도 없기 때문에 언제 어떤 것이 나타날지 예측하기 어렵습니다.

(05:37) 자, 다중우주란 무엇일까요? 에 등장한 멀티버스 입자 발열 다중 우주를 사용했습니다. 거의 일상적인 방식으로 우주가 무한하거나 적어도 훨씬, 훨씬 더 크다면 우리가 보는 부분(관찰 가능한 부분)보다 자연 법칙이 서로 다른 부분에 있을 수 있다는 생각이었습니다. 다르다. 심오한 기본 법칙이 다를 필요조차 없습니다. 다른 매개 변수 중 일부만 필요합니다. 우주의 해당 부분에 얼마나 많은 진공 에너지가 있는지와 같은 것을 설명하는 숫자입니다. 또는 우주의 해당 부분에 있는 일부 배경 필드(중력장 또는 기타 필드라고 함)의 값은 무엇입니까? 그리고 그러한 것들이 다른 장소에서 다르다면, 그들은 다른 확장 역사를 가질 것입니다. 해당 지역의 우주는 우주에 있는 것과 우주의 해당 부분에 있는 물질의 상호 작용 강도에 따라 확장됩니다. 그래서 법이 한 곳에서 다른 곳으로 어떻게 변할 수 있는지 또는 각 장소에서 우주의 내용이 어떻게 변할 수 있는지에 대한 좀 더 평범한 설명으로 매우 다른 우주를 가질 수 있습니다.

(07:03) 그래서 다중 우주에 대한 간단한 아이디어가 있습니다. 즉, 실제로는 단 하나의 우주가 있다는 것입니다. 우리가 존재하는 우주의 일부에는 삶의 모습을 제어하는 ​​특정 매개변수 세트가 있습니다. 그리고 만약 당신이 충분히 멀리 간다면, 우주의 시대에 빛이 여행할 수 있었던 것보다 더 멀리, 법칙이 단지 다른 우주의 장소들이 있습니다. 매개 변수가 다릅니다. 확장 이력은 완전히 다릅니다. 아마도 그 지역에서는 별이나 은하가 형성되지 않았을 것이고 그곳에는 아무것도 살지 않았을 것입니다. 아니면 우주의 그런 부분에서 힉스 보손의 질량과 같은 세부적인 속성이 있을 수도 있습니다. 힉스 보손은 많은 다른 입자의 질량을 제어하고 수소가 무엇인지 제어하며 화학 작용 방식을 제어합니다. 충분히 멀리 나가면 그 모든 것들이 다른 장소에서 다를 수 있습니다.

(07:57) 관측 가능한 우주에서 나타나는데 법칙은 꽤 정적입니다. 우리에게는 법칙이 있고 초기 조건이 있습니다. 그리고 우리는 우주가 어떻게 작동하는지, 그리고 실험이 지구에서 어떻게 작동하는지에 대한 설명을 가지고 있습니다. 그것들은 시간적으로 일정한 것처럼 보이며 실험이 완료될 때 우리 은하가 실제로 배경에 비해 상당히 빠르게 움직이기 때문에 우리 은하가 어디에 있는지는 실제로 중요하지 않습니다. 그런 의미에서 여기의 법칙은 매우 안정적이지만 법칙이 다른 훨씬 더 먼 거리를 상상할 수 있습니다. 그리고 별은 형성될 수도 있고 형성될 수도 없으며, 화학 작용이 작용하거나 작용하지 않으며, 다른 유형의 화학 작용이 작용합니다. 모든 종류의 어리석은 일이 매우 다른 장소에서 일어날 수 있습니다. 매우 다른 생물. 누가 알아?

스트로가츠 (08:47): 물론이죠. 그래서 나는 당신이 표현한 방식이 마음에 들었습니다. 매우 다른 일이 일어날 수 있습니다. 그리고 물론, 늦은 밤 대학 기숙사 방에서 대화를 나누던 우리 모두는 그 생각을 생각할 수 있습니다. 우리가 편협한 관점을 가지고 있다는 것입니다. 빛의 유한한 속도와 관찰할 수 있는 우주가 존재하는 유한한 시간의 특성상 우리는 패치에 살고 있습니다. 그리고 이 다른 패치에서 어떤 일이 일어날지 누가 압니까? 우리는 정의상 그런 부분들을 관찰할 수 없습니다. 하지만 다중 우주를 믿는 데는 원칙적인 이유가 있습니다. 또는 이런 종류의 대학 기숙사 추측을 넘어서는 많은 원칙적인 이유가 있을 수 있습니다. 그래서 그것에 대해 말해 줄 수 있습니까? 예를 들어, 물리학자들이 다중 우주라는 아이디어를 생각해 내도록 이끈 물리학의 미스터리가 있습니다. 어쩌면 우리를 이런, 이 거친…

카플란 (09:36): 물론이죠.

스트로가츠: 약간 거친 철학 같은 느낌입니다. 그러나 나는 또한 물리학이 매우 일관성이 있다는 것을 알고 있으며 이에 대한 이유가 있습니다. 거친 철학이 아닙니다.

카플란 (09:44): 먼저 입자 물리학의 표준 모델이라는 것이 있습니다. 그리고 표준 모델은 양자장 이론에 기반을 두고 있습니다. 양자 장 이론은 복잡한 시스템, 단순한 시스템, 높은 에너지에서 입자의 상호 작용을 설명하는 데 매우 잘 작동합니다. 전자의 자기 모멘트와 같은 입자의 내부 특성, 핵 물질의 강력한 힘 및 구속. 그것은 모든 물질이 어떻게 작용하는지에 대한 놀라운 폭의 설명을 가지고 있습니다. 그리고 그 이론은 우리가 본 입자를 포함합니다. 우리는 입자를 필드로 식별합니다. 우리는 전자, 그리고 사실상 모든 전자를 우주에 있는 전자장의 들뜸으로 식별합니다. 따라서 필드 목록이 있는 표준 모델은 생성될 수 있는 모든 가능한 기본 입자를 설명합니다. 그리고 지금까지 우리가 본 모든 입자들 — 우리는 그 모든 입자들을 보았고 적어도 직접적으로는 다른 어떤 입자도 본 적이 없습니다.

(10:55) 또한 전자와 양성자 사이의 전기력이 얼마나 강한지 알려주는 매개변수 목록과 다양한 입자를 산란시킬 확률을 예측하는 다양한 기타 숫자가 있습니다. 그리고 이러한 매개변수 중 다수는 다음과 같은 의미에서 매우 합리적으로 보입니다. 해당 숫자를 입력하고 양자 보정 또는 배경이 약간 다른 상황을 계산하고 해당 매개변수에서 재미있는 일이 발생하지 않습니다.

(11:26) 두 개를 저장합니다. 표준 모델에는 이상한 두 개의 숫자가 있습니다. 그 숫자 중 하나는 Higgs boson 자체의 질량입니다. Higgs boson의 질량은 실제로 다른 모든 기본 입자의 질량이 나오는 질량 척도입니다. 그래서 전자의 질량이 얼마냐고 묻는다면 힉스 입자의 질량에 비례합니다. 가장 무거운 쿼크인 톱 쿼크의 질량은 얼마입니까? 힉스 입자의 질량에 비례합니다. 그만큼 W 약한 힘 보손은 힉스 보손의 질량에 비례합니다.

(12:02) 따라서 Higgs boson은 표준 모델의 모든 입자 중에서 하나의 물리적 질량 척도를 제어합니다. 그리고 그 물리적 질량 척도는 손으로 간단히 입력할 수 있는 것입니다. 당신은 그것을 측정했고, 우리는 힉스의 질량을 측정했고, 우리는 다른 입자들의 질량과 힉스와의 상호작용을 측정했습니다. 그리고 그것은 우리가 그 숫자가 무엇인지 실험적으로 고칠 수 있게 해줍니다.

(12:30) 이제, 힉스와 다른 모든 입자가 포함된 양자장 이론을 취하여 힉스의 질량이 얼마가 되어야 하는지 추정한다면 — 양자에서 전형적인 힉스의 질량은 얼마가 될까요? 이 입자가 포함된 필드 이론은 무한대를 얻습니다. 이는 말도 안 됩니다. 그리고 당신은 “글쎄요, 괜찮아요. 내가 무한대를 얻는 이유는 임의로 높은 에너지에 대한 새로운 입자가 없다고 가정하고 있다는 사실과 관련이 있기 때문입니다.” 그리고 양자 장 이론이 작동하는 방식과 양자 이론이 작동하는 방식은 물리적 매개변수의 계산에서 양자 변동이라고 부를 수 있는 것을 통합해야 한다는 것입니다. 따라서 이론에 입력한 몇 가지 매개변수가 있습니다.

(13:18) 그러나 양자 이론에서 수행하는 물리적 측정인 물리적 상태에 대해 묻고 싶다면 이론에 존재하는 모든 양자 변동을 포함합니다. 이제 Higgs의 경우 표준 모델이 무한 에너지까지 정확하다면 양자 요동이 무한하다는 것을 발견했습니다.

(13:40) 무한 에너지까지는 표준 모델이 올바르지 않다고 생각합니다. 사실, 우리는 표준 모델에 중력을 통합하는 것이 플랑크 질량이라고 하는 새로운 에너지 척도를 가져온다는 것을 이미 알고 있습니다. 그러나 그 에너지에 도달했을 때 힉스 질량에 더 이상 기여하지 않는다는 것을 알게 되는 많은 다른 입자나 새로운 대칭 또는 다른 것들이 있을 수 있습니다. 유한하고 모든 것이 괜찮습니다. 모델이 임의의 높은 에너지에 대해 정확하다고 가정하면 무한대를 얻게 됩니다. 그래서 당신은 이 모델들을 잘라내고 말합니다. 그 이상으로 Higgs에 대한 기여가 없다고 가정해 봅시다. 그리고 그 아래에는 Higgs에 기여하는 이러한 양자 요동이 있을 것입니다.” 그리고 당신이 발견한 것은 당신이 그 컷오프를 어디에 두든 - 표준 모델이 옳다고 당신이 말하는 고에너지가 - 그 에너지까지 힉스 질량에 대한 기여가 있다는 것입니다. 즉, 이러한 임의의 높은 에너지 또는 질량에 대한 Higgs 질량에 대한 기여를 얻습니다.

(14:43) 따라서 힉스 질량은 미지의 새로운 물리학과 관련된 질량이어야 합니다. 높은 에너지에서 새로운 물리학이 있어야 하고 Higgs 질량은 실제로 대략 그 규모여야 합니다. 그리고 그것은 당신이 힉스를 발견하고 그 질량을 측정할 때 표준 모델을 넘어서는 새로운 물리학과 관련된 다른 많은 쓰레기도 발견해야 한다는 것을 의미합니다.

스트로가츠 (15:10): 알겠습니다.

카플란: 따라서 힉스보다 훨씬 높은 미지의 물리학이 있고 힉스 질량이 실제로 그 에너지의 기여를 얻는다고 말하는 대신, 당신은 그것을 뒤집습니다. “오 안돼, 내가 Higgs를 측정한다면, 그것은 이 모든 새로운 것들과 함께 올 것입니다. 힉스 질량은 무한하지 않기 때문에 유한합니다.”

스트로가츠 (15:27): 그럼 제가 한 번 여쭤봐도 될까요? 제가 잡은 것 같습니다. 이것은 나에게 매우 흥미로운 새로운 아이디어입니다. 내 말이 맞다면, 당신은 Higgs가 알려진 것과 알려지지 않은 것 사이의 경계를 설정할 것이라고 말하는 것입니다.

카플란 (15:38): 네.

스트로가츠: 그리고 엣지 케이스이기 때문에 일종의 경계선에 있습니다 —

카플란 (15:43): 그렇습니다.

스트로가츠: — 그것은 우리가 그것을 발견할 때 우리가 이미 어느 정도 이해하고 있는 것들을 한쪽에서 볼 것이라는 것을 의미합니다. 그러나 그것은 경계지 입자이기 때문에 경계의 다른 가장자리에 물질이 있을 것입니다. 그리고 그것이 우리가 발견하고 그 속성을 측정하게 되어 매우 기뻐할 것입니다. 왜냐하면 그것은 새로운 물리학이 될 것이기 때문입니다.

카플란 (16:01): 맞습니다. 정확히. 그리고 그것은 국경 너머에 무엇이 있을지에 대해 생각하기 위한 수십 년의 연구로 이어졌습니다. 힉스의 질량을 무한이 아닌 유한으로 만드는 새로운 이론은 무엇입니까? 모든 양자 변동을 포함하면 이제 합리적인 이론이 되어야 합니다. 그래서 그것은 많은 물건과 함께 와야합니다. 그리고 사람들은 초대칭이라고 불리는 대칭성을 가정했습니다. 또는 Higgs를 복합 입자로 만듭니다. 우리는 양성자가 쿼크로 이루어진 것을 보았습니다. 아마도 Higgs는 다른 재료로 만들어졌을 것입니다. 그리고 높은 에너지에서는 실제로 힉스가 없고 내부에 물질이 있으며 다른 기본 입자를 볼 수 있습니다. 그래서 그것은 자신의 존재의 경계선이 될 수도 있습니다. 그리고 높은 에너지에서는 완전히 다른 설명이 있습니다.

(16:52) 이것들은 사람들이 도입하고 탐구한 양자장 이론의 일종으로, 우리 모두가 힌트를 보고 있는 것이 될 수 있다고 궁금해했습니다. 힉스 질량에 대해 말도 안 되는 것처럼 보이는 것은 에너지와 질량에서 바로 위에 사는 새로운 이론이 있다는 진술일 뿐입니다. 그리고 우리는 그 이론이 무엇인지 제안할 수도 있습니다. 힉스 질량으로 이 문제를 해결하는 제안입니다.

(17:20) 그리고 그것은 LHC가 켜졌을 때 사람들이 가졌던 희망이었습니다—Large Hadron Collider가 켜졌습니다. 그리고 그들은 Higgs를 발견하고 다른 새로운 것들을 발견할 것입니다. 우리는 그것들을 "자유도"라고 부를 것입니다. Higgs와 관계가 있는 다른 입자, 다른 질량. 또는 Higgs 자체가 기본이 아니며 내부 구조의 속성을 볼 수도 있습니다.

(17:47) 그래서 2003년에 "하지만 그렇지 않을 수도 있지"라고 생각하기 시작했습니다. 힉스 질량은 많은 것을 포함해야 하지만 적어도 이론적으로는 힉스의 질량이 우연히 작다는 것을 상상할 수 있습니다. 그것은 경계선에 있을 것이지만, 그것을 유한하게 만들기 위해 추가된 모든 새로운 입자들, 그 양자 요동이 어떤 끔찍한 사고에 의해 힉스의 질량에 기여할 때, 그 기여는 너무나 크게 상쇄되어 힉스의 질량은 새로운 물리학의 실제 경계에 비해 비정상적으로 작습니다.

스트로가츠 (18:35): 제 머리 속의 그림과 비슷합니다. 알려진 영역, 경계 지역, 그리고 새로운 영역이 있습니다.

카플란 (18:44): 맞습니다.

스트로가츠: 사실 신물이 있는 지역에 가면 사하라사막이 눈에 확 들어와요-

카플란 (18:49): 맞습니다.

스트로가츠: — 지도의 가장자리에서 도대체 뭔가 방법이 있다는 것을 제외하고.

카플란 (18:53): 맞습니다. 그리고 물리학에서 힉스는 양자 요동에 매우 민감하기 때문에 우리는 그것을 미세 조정된 상황이라고 부를 것입니다. 저 멀리 있는 다른 세계, 새로운 물리학, 새로운 입자, 힉스 입자의 행동 방식을 지배하는 새로운 법칙은 이상한 의미에서 저에너지, 저지대 질량에 대해 아무것도 모르기 때문입니다. 따라서 새로운 물리학과 관련된 모든 역학에 비해 임의로 가벼운 Higgs의 에너지 척도를 선택할 이유가 없습니다.

(19:37) 이에 대한 예는 강한 상호작용, 즉 쿼크의 상호작용이 200메가전자볼트에서 특정 에너지 규모에서 강해진다는 것입니다. 그때 쿼크 상호작용이 너무 강해져서 실제로 쿼크를 분리할 수 없습니다. 그리고 양성자의 질량이 얼마인지 묻습니다. 쿼크로 이루어져 있습니다. 약 XNUMX배 정도입니다. 중성자의 질량은 얼마입니까? 약 XNUMX배 정도입니다. 쿼크와 반쿼크로 이루어진 다양한 중간자의 질량은 얼마입니까? 그것의 몇 배와 몇 배 사이입니다… 대칭적인 이유로 매우 가벼운 것이 있지만 에너지의 절반 정도입니다. 그것들은 모두 그 에너지에 관한 것입니다. 쿼크의 땅에서 우리가 원자에서 볼 수 있는 핵의 땅으로 갈 때 얻게 되는 모든 입자들은 모두 그 에너지 규모로 살고 있습니다.

(20:30) 따라서 모든 새로운 물리학은 에너지 척도입니다. 그리고 우리는 힉스 보손 생성과 관련된 모든 역학을 제어하는 ​​것이 무엇이든, 그것이 무엇에서 나오든 힉스가 그 에너지 규모에 있을 것이라고 가정할 것입니다. 모든 혼란의 가장 가벼운 입자 일 수 있습니다. 그리고 그 대신에, 힉스는 여기보다 훨씬 아래에 있습니다. 제 말은, 당신이 말했듯이, 우리는 사하라 사막을 볼 수 있습니다. 우리는 볼 수 없습니다… 때때로 우리는 그것에 대한 힌트를 얻습니다. 하지만 알다시피, 그것은 종종 신기루입니다. 아무것도 보이지 않습니다.

스트로가츠 (21:04): 이에 대해 설명하겠습니다. 굉장해. 강한 힘을 가진 이야기에서 그것은 일종의 모범이라고 말하고 있습니다. 그것은 우리에게 사물이 어떻게 행동해야 하는지에 대한 많은 직관을 제공했습니다. 강한 힘에 대한 에너지 척도가 있을 때 우리는 입자의 동물원을 봅니다. 모두 같은 동물원에 있습니다.

카플란 (21:24): 맞습니다.

스트로가츠: 오른쪽? 내 말은, 그것들은 모두 거의 같은 척도에 있다는 것입니다. 좋습니다. 여기서는 10배, 저기서는 XNUMX배 또는 XNUMX배입니다. 하지만 Higgs가 이렇게 외톨이인가? 마치 Higgs가 자기 동네에 있는 유일한 것 같은 건가요? 동물원은 없나요?

카플란 (21:38): 지금까지는 동물원이 없습니다.

스트로가츠: 맙소사.

카플란 (21:40): 그래서 — 사람들이 그것에 대해 걱정했습니다. 내 말은, Ken Wilson이 Higgs만 있는 순수한 표준 모델이 끔찍하게 미세 조정되어 있고 계산이나 Higgs에 대한 기여도에 불안정성이 있다고 지적한 것은 실제로 70년대, 70년대 중후반이었습니다. 대량의. 그리고 그 불안정성은 새로운 물리학이 있는 곳에 약간의 에너지가 있다고 말하지 않는 한 무한합니다.

(22:06) 아이디어 탐색이 시작되었습니다. 하나는 Higgs가 전혀 없다는 것입니다. 힉스의 행동은 입자에 질량을 부여하는 힉스가 해야 할 모든 일을 수행하는 새로운 강력한 제한 그룹일 뿐이라는 것입니다. 그러한 모델을 만드는 것은 어려웠습니다. 사람들은 힉스 질량을 안정화하기 위해 동물원의 나머지 파트너가 있는 한 힉스를 보호할 수 있는 대칭으로 초대칭을 생각해 냈습니다. 그리고 그 모든 것이 1978년에서 1981년 사이에 일어났습니다. 그것들은 이런 종류의 이론에 대한 일종의 초기 아이디어였습니다.

(22:46) 그리고 나중에 더 거친 이론이 나타났습니다. 2000년대 초반에는 Higgs 이상의 에너지 규모가 더 이상 없을 것이라는 생각이 있었습니다. 아마 플랑크 척도가 될 양자 중력의 척도는 어떤 조작적인 이유로 우리가 생각하는 힉스보다 17자릿수 더 무겁지 않고 실제로는 그 위에 있습니다. 하지만 그러기 위해서는 약간 미친 짓을 해야 합니다. 즉, 추가 차원의 공간이 존재한다고 가정하는 것입니다. 그리고 여분의 공간 차원은 중력에 매우 재미있는 일을 합니다. 플랑크 척도보다 훨씬 낮은 에너지로 극도로 강해질 수 있습니다. 그러나 그것은 우리가 그것을 훨씬 더 약한 것으로 추정하고 훨씬 더 높은 에너지가 될 때까지 강해 보이지 않는 여분의 차원에서 그러한 방식으로 희석됩니다. 그러나 그것은 어떤 의미에서 수치적으로 문제를 해결했습니다. 그러나 물리학적으로는 양자 중력 이론이 무엇인지 모르기 때문에 문제를 실제로 해결하지 못했습니다. 우리는 Higgs가 그러한 이론에서 나올 수 있었고 왜 그렇게 되었는지 알지 못하며 예측도 없습니다. 그래서 그것은- 덜 만족스러웠지만, 실험적으로 그것은 배제되지 않은 기이한 가능성이었습니다. 그래서 사람들은 완전히 다른 방식으로 그 가능성을 찾을 수 있었습니다.

(24:05) 하지만 그 모든 유형의 이론, 그 학급 전체는 힉스 질량 또는 그 바로 위에 새로운 물질이 있음을 시사하는 이론이었습니다. 그리고 지금까지 우리는 그런 것을 본 적이 없습니다.

스트로가츠 (24:16): 대단하네요. 이것은 내가 기대했던 진정한 지적 동기를 제공하기 때문입니다. 그러나 나는 그것이 무엇인지 전혀 이해하지 못했습니다. 나는 이 "미세 조정"이라는 말을 영원히, 또는 내 전체 과학 생활 동안 들어왔지만 그것이 무엇을 의미하는지 결코 확신하지 못했습니다. 그래서 적어도 이 점에서 Higgs는 훌륭하고 아시다시피 물리학에 가치가 있기 때문에 많은 골칫거리를 만들어낸 것 같습니다. 그것이 속성을 가지고 있는 것으로 판명되었기 때문에, 이 미세 조정... 당신은 나에게 미세 조정(우리가 그것을 무엇이라고 부르든)이 수수께끼라고 말하고 있는 것입니다. 그게 생각이야?

카플란 (24:53): 네.

스트로가츠: 좋아요. 방법을 들어보겠습니다.

카플란 (24:55): 그래서 제가 말하고 싶은 것은 미세 조정은 이론이 틀렸다는 것을 알려주는 것이 아니라 단지 냄새가 나쁘다는 것입니다. 당신은 생각합니다, "나는 그것이 이러저러한 이론을 가지고 있습니다." 그리고 일부 매개변수를 10분의 XNUMX로 미세 조정합니다.³⁴, 새로운 물리학이 플랑크 척도(10/XNUMX)인 경우 필요한 것입니다.³⁴ 모든 다른 매개 변수 사이의 취소를 위해 Higgs가 처음에 Higgs를 생성한 물리학의 규모와 완전히 다른 질량에서 끝납니다.

(25:30) 그래서 우리는 이렇게 말할 것입니다. 음, 냄새가 납니다. 사실일 수도 있지만 그 힌트를 사용하여 다른 일이 벌어지고 있는지 살펴봐야 할 수도 있습니다. 그리고 그것이 모든 다른 이론들이 말하는 곳입니다. 그것은 무한대를 상쇄하고, Higgs는 복합적이며, 무엇이든, 여분의 차원일지라도, 높은 에너지 척도는 없습니다.” 그러나 다른 가능성은 미세 조정되어 있고 아마도 미세 조정된 이유에 대해 완전히 다른 유형의 설명이 있을 수 있다는 것입니다. 그리고 이제 이것이 여러분이 생각하는 곳입니다. "글쎄, 우리는 편협하게 생각하고 있을거야." 이것은 우리가 자연의 법칙을 설명하지만 그것을 매우 엄격한 방식으로 한다는 것입니다. 우리는 우리가 본 우주의 일부인 시공간에서 국부적으로 말합니다. 이 부분은 정적이고 불변하며 균일한 우주적 자연 법칙을 가지고 있습니다. 그게 전부입니다. 그리고 힉스 질량은 정말 이상하고 약간의 미세 조정이 있어야 합니다.

(26:26) 그러나 다른 가능성은 어떤 사람들은 그것을 다중 우주라고 부릅니다. 일반적으로 매개 변수는 우주의 다른 패치에서 다를 수 있습니다. 그리고 Higgs 질량을 제어하는 ​​매개변수는 장소에 따라 다를 수 있습니다. 사실, 힉스는 본질적으로 표준 모델의 모든 부분과 직간접적으로 상호작용하기 때문에 우주의 어떤 부분에서든 매개변수가 변경되면 힉스의 질량, 즉 힉스의 특성이 변경됩니다.

(26:57) 이제 힉스 질량은 자연적으로 매우 무겁고 힉스를 처음 생성한 입자, 여기, 역학 등 거의 모든 종류에 가깝다고 상상할 수 있습니다. 매개변수의 일반적인 값과 우주와 자연의 전체 이론에 대해 힉스 질량은 항상 대략 그 에너지 척도에 있으며, 우리가 실험적으로 본 것보다 훨씬 더 높은 에너지 척도입니다. 그러나 우주의 법칙은 위치에 따라 다소 다르기 때문에 힉스 질량 자체도 위치에 따라 다를 것입니다. 그리고 우주가 충분히 광대하다면 힉스의 질량이 일종의 변칙적인 위치가 있어야 합니다. 힉스 질량에 대한 서로 다른 양자 요동 기여 사이에 우발적인 상쇄가 있습니다.

(27:53) 즉, 힉스가 원래 있어야 하는 것보다 기하급수적으로 작은 힉스의 질량인 우주의 일부가 우연히 존재할 수 있음을 의미합니다. 무작위로 발생하려면 기하급수적으로 많은 수의 우주가 필요합니다. 그러나 우주가 얼마나 큰지 누가 압니까? 매개 변수가 어떻게 다른지 누가 압니까? 따라서 이것은 원칙적으로 가능성이 있습니다. 하지만 그런 다음 질문해야 합니다. 음, 왜 우리는 아무것도 발견하기가 매우 어렵게 만드는 정말 형편없는 취소가 있는 비정상적인 우주에 살고 있습니까?

(28:29) 그리고 대답은 힉스나 기본 물리학이 우리의 존재 여부에 대해 많은 통제권을 가지고 있다는 것입니다. 그리고 우리를 "우리"라고 부르고 그것을 인간적이거나 개인적으로 만드는 대신, 우리는 그것을 구조로 말할 수 있습니다. 다음은 매우 간단한 비유입니다. 우리는 지구에 살고 있습니다. 우리는 빈 공간에 살지 않습니다. 우리는 왜 빈 공간에 살지 않습니까? 물론 우리는 지구의 일부이며 지구를 만든 물질에서 태어났습니다. 그것은 우리도 만들었습니다. 우리는 왜 태양 근처에 있습니까? 지구는 태양 근처에서 만들어졌습니다. 왜 "우리"는 태양 근처에 있습니까? 아마도 생물학적 존재는 중요한 에너지원이 없는 곳에 살지 않기 때문일 것입니다. 우리가 지구라는 행성에 살고 있는 이유를 설명하기 위한 미세 조정 논쟁은 없습니다.⁶⁰ 텅 빈 우주의 나머지 부분인 배 더 큰 부피입니다. 그래서 우리는 물론 그것을 문제로 이야기하지 않습니다.

(29:37) 그러나 우리가 상상할 수 있는 것은 우주 자체가 서로 다른 법칙을 가진 서로 다른 패치를 가지고 있다는 것입니다. 그리고 힉스 질량에서 여러분이 발견한 것은 힉스 질량의 거대한 범위에 대해 우리가 화학이라고 부르는 것이 존재하지 않을 가능성이 있다는 것입니다. 즉, 분자가 결합하지 않는다는 것을 의미합니다. 즉, 구조가 그러한 위치에서 형성될 수 없다는 것을 의미합니다. 아무도 자연의 가능한 모든 기본 법칙에서 자연의 가능한 법칙을 탐구하지 않았습니다.

(30:08) 즉, 내가 당신에게 표준 모델을 주면 당신은 나에게 돌아와서 기린의 존재에 대해 말하지 않을 것입니다. 거기에 무엇이 존재할 수 있는지 알려주는 매우 혼란스러운 비선형 프로세스를 예측할 수 없습니다. 그러나 적어도 그것은 일종의 기준선 수준입니다. 사소한 일이 발생해야 합니다. 예를 들어 블랙홀을 만들지 않고 구조가 합리적인 방식으로 형성되기 위해서는 힉스 질량이 플랑크 규모, 양자 중력 규모에 비해 훨씬 낮다고 상상할 수 있습니다. 따라서 힉스 질량의 특별한 값이 있는 규칙을 상상할 수 있습니다. 이 값은 매우 미세하게 조정될 수 있습니다. 그러나 그러한 우주 또는 우주의 일부에서는 별과 행성 및 행성의 모든 것이 형성되는 것과 같은 진정으로 사소한 일이 발생합니다.

스트로가츠 (31:06): 그래서 제가 할 수 있는 일이 있다면 – 저는 당신이 말한 것을 지나치게 단순화하고 싶지 않습니다. 하지만 당신이 말하는 것처럼 들린다고 생각합니다. 만약 당신이 우호적인 패치에 살게 된다면, 즉 당신의 패치에서 미세 조정이 무작위로 일어났다는 것을 의미합니다. "당신"은 "당신 분자, 당신 원자"를 의미합니다. 지각 있는 내성적 삶으로 이어질 수 있는 구조의 종류를 개발하는 기회 —

카플란 (31:30): 맞습니다.

스트로가츠: — 그런 다음 의아해할 수 있습니다. 그리고 그것은 일종의 - 그것이 일어난 일이기 때문에 다른 부분은 사산입니다. 그들은 질문을 할 수 없습니다. 그들은 생명이 없습니다. 그들은 의식이 없습니다.

카플란 (31:44): 맞습니다. 우리는 관찰자이지만 시스템의 일부입니다. 그래서 우리는 자연의 법칙이 존재하는 곳에 있어야 합니다. 이 지역에서 우리는 창조될 것입니다. 그래서 우리는 관찰 편향이라고 부르는 것을 가지고 있습니다.

스트로가츠: 예.

카플란 (32:00): 사람들은 천문학에서 항상 이것을 봅니다. 당신은 별을 바라보고 별을 셀 수 있고 이렇게 말할 수 있습니다. 그러나 A형 별은 매우 밝고 B형 별은 매우 어둡습니다. 그리고 B형 스타는 보기 힘들다. 그리고 B형보다 A형이 20배 더 많다는 결론에 도달할 수 있지만 실제로 B형은 보기가 매우 어렵습니다. 그래서 우리는 관찰 편향이 있습니다. 실제로 A형보다 B형이 XNUMX만 배 더 많다. 단순한 관찰로는 얼마나 많은 별이 있는지 모릅니다. 그래서 나는 내가 관찰하는 방법에 대해 훨씬 더 똑똑해지는 것이 좋습니다.

(32:40) 그러나 그 모든 것은 내가 원칙적으로 관찰할 수 있는 영역에 있습니다. 다중우주는 우리가 원칙적으로 관찰할 수 없는 곳이다. 그러나 표준 모델의 매개변수가 무엇인지, 그리고 다중 우주의 다른 패치에서 형성되는 것이 무엇인지에 따라 여전히 관찰 편향이 있을 수 있습니다.

스트로가츠 (32:59): 지금까지 우리는 다중 우주 아이디어에 대한 이러한 미세 조정 종류의 동기에 초점을 맞추었습니다. 하지만 저는 궁금합니다. "영원한 인플레이션" 또는 "거품 우주"라는 문구가 인플레이션 우주론 일종의 시나리오를 통해 튀어나온 것을 기억합니다. 그것은 다중 우주에 대한 또 다른 종류의 논쟁입니까?

카플란 (33:19): 예, 그리고 어떤 의미에서 다중 우주를 뱉어내는 가장 쉬운 방법입니다. 다중 우주의 아이디어를 불러일으키는 표준 모델의 두 매개변수는 힉스의 질량과 우주 상수입니다. 그리고 우주 상수는 우리 우주에서 중요한 증거를 본 것입니다. 그것은 우리 우주의 가속 팽창을 야기합니다. 사람들은 그것을 "암흑 에너지"라고 부릅니다. 그러나 우주상수는 사실상 표준모형의 어떤 것이다. 그것은 또한 양자 요동을 일으키는 것입니다.

(33:20) 따라서 여기 이 우주에서 우주 상수의 값은 실제로 어떤 값이든 될 수 있습니다. 그리고 그것은 또한 우리가 물리학에서 상상할 수 있는 적어도 가장 높은 에너지 척도와 비교하여 미세 조정되며, 이 경우에도 다시 플랑크 척도입니다. 그리고 그 미세 조정은 10분의 XNUMX 정도입니다.¹²³. 따라서 우주가 멋진 작은 우주 상수를 가지려면 새로운 물리학에서 123자리까지 취소해야 합니다.

스트로가츠 (34:34): 이전에 이상한 숫자가 두 개 있다고 말했던 것이 기억나는 것 같습니다. 이제 우리는 하나는 힉스의 질량이고 하나는 우주 상수라는 점에 이르렀습니까?

카플란 (34:43): 맞습니다. 그 둘입니다.

스트로가츠 (34:45): 정말 흥미롭네요. 내 말은, 이것에 대해 생각하려면 살아 있다는 것이 일종의 축복이라고 느껴야 한다는 것입니다. 어쩌면 문자 그대로 축복받은 것일 수도 있습니다. 왜냐하면 당신이 신학적으로 접근하고 싶다면 — 저는 종교인이 아니지만, 어떤 사람이 종교인이라면 거기에 가고 싶은 유혹이 생기겠죠? 이것이 일어나야만 했던 두 가지 기적적인 일이라는 것입니다. 이 숫자는 우리를 위해 미세 조정되어야 했습니다. 알겠습니다. 잘 모르겠습니다.

카플란 (35:09): Q&A를 할 때 그런 종류의 질문을 받습니다. 미세 조정에 대한 또 다른 설명은 분포의 꼬리에 있는 항목을 통합할 수 있을 만큼 충분히 큰 통계 표본이 없다는 것입니다. 그러나 분포의 꼬리에 있는 것들은 생명과 구조에 중요합니다. 당신은 또한 말할 수 있습니다, 아니오, 최상 존재가 정말로 생명이 존재하기를 원했기 때문에 숫자를 있는 그대로 설정한 최상 존재가 있습니다. 그리고 네, 그렇게 생각할 수 있습니다. 내가 좋아하는 다중 우주에 대한 모델이 없습니다. 그러나 나는 또한 이러한 것들을 설정하는 모든 것을 보는 창조주에 대한 모델도 확실히 가지고 있지 않습니다. 그래서 나는 개인적으로 그들이 도대체 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내려고 노력하는 것이라는 점에서 그것들이 매력적이라고 ​​생각하지 않습니다. 그리고 그들 중 누구도 실제로 많은 치아를 가지고 있지 않습니다.

스트로가츠 (36:00): 알겠습니다.

카플란: 다중 우주가 사실이 아니라는 말이 아닙니다. 그러나 다중 우주가 우리 우주의 문제를 해결하기를 원한다면, 그것은 이런 종류의 평범한 일을 합니다.

스트로가츠 (36:11): 좋습니다. 하지만 많은 거품 우주로 돌아가 보겠습니다.

카플란: 물론.

스트로가츠 (36:14): 이것이 다시 우주 상수와 무슨 관련이 있습니까?

카플란 (36:17): 따라서 우주 상수 자체는 우주에서 희석되지 않는 유일한 에너지 밀도입니다. 그래서 상수라고 합니다. 이것이 의미하는 바는 우주가 팽창할 때 우주에 있는 것에 의해 추진되는 팽창이 물질, 복사 및 이 상수의 상대적인 양을 변화시킨다는 것입니다. 상수는 희석되지 않지만 다른 모든 것은 희석됩니다. 그리고 그것은 우주 역사의 어느 시점에서 우주 상수가 승리하고 우주의 팽창이 우주 상수에 의해 추진된다는 것을 의미합니다.

(36:57) 그리고 우주 상수는 다른 유형의 물질보다 훨씬 빠르게 우주를 확장합니다. 사실, 대부분의 물질 유형은 특정 팽창 속도를 허용하지만 팽창 속도를 늦추는 경향이 있습니다. 물질이 자기 자신에게 끌리거나 방사선이 중력에 의해 자기 자신에게 끌리기 때문에 어떤 방식으로 생각할 수 있습니다. 완벽한 비유는 아니지만 확장을 늦추려고 합니다.

(37:26) 우주 상수는 일반 상대성 이론에서 작동하는 방식과 마찬가지로 반대 기호를 제공하며 팽창 속도를 높이는 경향이 있습니다. 그리고 어떤 면에서는 그 자체에 비례하여 확장 속도를 높입니다. 그래서 우리는 그것을 기하급수적 확장이라고 설명할 것입니다. 그래서 일어나는 일은 우주 상수가 결국 우주의 지배적인 에너지가 될 때 우주를 기하급수적으로 빠르게 확장하기 시작한다는 것입니다. 그리고 그것이 우주의 역사에서 너무 일찍 일어난다면 우주의 어떤 것도 형성할 시간이 없습니다. 은하가 형성되지 않거나 별이 형성되지 않거나 어떤 종류의 물질 덩어리도 형성할 기회가 없을 것입니다. 왜냐하면 우주론적 지속적인 팽창이 모든 것을 날려버릴 것이기 때문입니다. 초기 우주에서는 어떤 중력도 형성되지 않을 것입니다. 따라서 이 우주에 존재하는 모든 구조는 사소하지 않은 것, 흥미로운 것, 별, 행성의 생명, 어쩌구 저쩌구의 중요한 원천인 것 같습니다. 우주 상수가 너무 크면 그런 것들이 생성될 수 있는 시간이 없습니다.

(38:35) 이제 다른 매개변수를 조정하여 해당 항목이 더 일찍 생성되도록 할 수 있습니다. 그러나 다른 모든 매개 변수를 고정하고 우주 상수가 우주의 다른 부분에서 다를 수 있다고 말하면 우주의 해당 부분은 매우 다르게 확장됩니다. 그리고 더 큰 우주 상수를 가진 것들은 본질적으로 아무것도 가지고 있지 않을 것입니다.

(38:58) 물건이 있는 곳에 우리가 살고 있다는 것은 훨씬 더 사소한 일입니다. 그래서 우리는 물질이 형성되기 전에 기하급수적 확장이 이어지지 않는 곳에서 살아야 합니다.

(39:11) 자, 약간의 여담으로 우리 우주와 실험적 증거가 있는 우주 상수를 살펴봅시다. 14억년을 더 기다리거나 140억년 또는 XNUMX조년을 더 기다리면 기하급수적 팽창이 일어날 것이라고 말할 수 있습니다. 우주 상수는 우주에서 지배적인 에너지 밀도가 될 것입니다. 그리고 우리 은하가 찢어질까요 아니면 성단이 찢어질까요?

(39:40) 대답은 '아니오'입니다. 실제로 우리 은하와 같이 중력에 의해 묶여 있는 것들은 우주 상수보다 더 잘 경쟁합니다. 그래서 국소적으로 중력은 우주 상수의 우주적 규모보다 국소 물질에 의해 은하계에서 여전히 더 중요합니다. 그러나 서로 중력적으로 연결되어 있지 않은 것들은 기하급수적 확장에 의해 찢어지거나 분리될 것입니다.

(40:11) 따라서 필요한 것은 우주 상수가 자리를 잡기 전에 구조가 형성된다는 것입니다. 그리고 이상하게도 우리 우주에서 우주 상수는 대략적으로 충분히 커서 다른 모든 매개변수는 고정되어 있어 물질이 형성될 기회가 있었습니다. 따라서 우리는 우주 상수가 100이거나 전혀 감지하지 못했을 수 있습니다. 그리고 우리는 오, 우주 상수가 1,000인 이유가 있다고 말할 것입니다. 우리는 XNUMX배 또는 XNUMX배 더 큰 우주 상수를 가질 수 있었습니다. 이 경우 은하가 형성되지 않았을 것입니다. 우리 세계를 형성하는 중력에 묶인 상태가 형성될 시간이 없었을 것입니다. 따라서 우주에는 흥미로운 구조나 생명체가 없을 것입니다. 따라서 우주 상수는 있어야 할 만큼 작게 착륙했지만 가능한 한 크게 착륙했습니다.

(41:05) 그리고 그것이 98년에 측정되었을 때, 그것은 일종의 경종을 울리는 것이었습니다. 오, 우리가 관측 가능한 우주 매개변수에 의해 편향되어 있다는 사실과 관련된 매개변수가 있을 수도 있고, 심오하고 높은 에너지의 자연스러운 결과나 자연의 기본 법칙에 의해서가 아닙니다. 그리고 나서 여러분은 상상할 것입니다. 좋아요, 아마도 같은 사고일 것입니다. 이 패치는 상쇄의 기이한 양으로 인해 작은 우주 상수를 가지고 있지만, 10개가 있다면 이상하지 않습니다.⁵⁰⁰ 우주, 또는 10⁵⁰⁰ 우주 상수가 다른 패치. 대부분의 패치에는 아무 것도 없고 구조도 없습니다. 훨씬 더 작은 우주 상수를 가진 우주의 더 희귀한 부분이나 패치가 있을 수 있습니다. 그러나 우리는 우주에서 가장 인구가 많은 유형의 패치에 있으며, 우주 상수는 우리를 파괴하거나 형성하지 못하게 하지 않으면서 가능한 한 큽니다.

(42:12) 따라서 가능한 우주의 미세 조정/경관, 다중 우주, 그 모든 것은 통계적 논거입니다. 우리는 사전이 무엇인지 모르고 어떤 매개변수가 달라져야 하는지도 모릅니다. 하지만 모든 것을 고정하고 우주 상수만 변경하면 흥미로운 점을 얻을 수 있습니다. 우주 상수는 생명체가 존재하거나 은하가 존재하는 일반적인 우주에서 볼 수 있는 값과 그리 멀지 않습니다.

스트로가츠 (42:44): 와, 이 모든 것을 생각하면 정말 철학적으로 충격적입니다. 또는 뭔가? 그러나 항상 더 중요한 것 같습니다.

카플란 (42:58): 제 생각에는 인간 중심적 원리가 종종 더 동어반복적이었습니다. 하지만 여기서는 관찰 편향을 제거하려고 시도하고 있습니다. 즉, 우리가 만들고 있는 측정이 우리가 접근할 수 있는 측정이라는 점을 고려해야 한다는 것입니다. 그리고 우리가 여기에 있다는 사실은 특정 유형의 측정이나 특정 범위의 매개변수에 접근할 수 있다는 것을 의미합니다. 우리는 수백 배 더 큰 우주 상수를 측정할 수 없었을 것입니다. 존재하는 구조가 없기 때문에 불가능했을 것입니다.

(43:37) 서로 다른 시간 척도에 사는 다른 형태의 생명체가 있다고 가정할 수 있습니다. 충분히 오래 살지만 너무 오래 살 필요는 없는 서로 다른 입자로 만들어졌습니다. 그것은 사실일 수 있습니다. 그런 다음 질문을 할 수 있습니다. 왜 우리는 그런 삶이 아닌가? 아니면 이 모든 인류학적 논증이 사실이라면, 최초의 실제 구조가 원자로 만들어진 것들로 귀결된다는 것을 말해주는가?

(44:02) 그 시점에서 과학적으로 질문할 수 있는 것과 우주의 초기 조건에 대해 실제로 묻는 것이 무엇인지 분석하는 것은 매우 어렵습니다. 유명한 물리학에서는 두 가지를 얻습니다. 자연의 법칙인 역학, 미분 방정식인 역학 법칙, 그리고 초기 조건을 얻습니다. 그리고 자연의 법칙은 계속해서 반복해서 테스트할 수 있는 것입니다. 그러나 초기 조건은 무엇이든 얻을 수 있습니다. 그리고 초기 조건에서 우리가 측정을 수행하는 방식에 따라 특정 항목에 대한 강한 편향이 있는 경우 기본이 아닌 항목을 얻게 됩니다. 그것들은 어떤 의미에서 역사적입니다. 그것들은 우주의 이 부분의 역사에 의존합니다. 그리고 그것은 우주가 될 수 있는 더 큰 범위와 관련하여 비정상적이거나 변칙적일 수 있습니다.

스트로가츠 (44:56): 이 아이디어는 정말 매력적입니다. 당신의 수정 구슬을 들여다보라고 해도 될까요? 그것으로 마치겠습니다. 다중 우주, 우주 상수, 힉스, 이 모든 아이디어, 특히 다중 우주의 개념은 무엇입니까? 물리학에서 우리를 어디로 이끌까요?

카플란 (45:12): 다루지 않은 부분이 많습니다. 예를 들어, 양자 역학이 다중 우주와 어떻게 작용하는지, 그리고 다중 우주는 양자 역학 자체에 살고 있습니다. 물론 해야 할 더 깊은 탐구가 있지만 매개 변수를 설명하기 위해 다중 우주를 사용하는 탄생에서 제기된 질문은 어떤 의미에서 우리가 결코 답을 얻을 수 없는 특정 사항이 있다는 경고 신호입니다. 그리고 힉스의 질량이나 우주 상수에 대한 설명이 나오지 않는다는 그럴듯한 주장이 있습니다. 그러나 그것들이 다중 우주와 다르거나 더 나은 설명이 없다는 것을 의미하지는 않습니다.

(45:58) 그것은 물리학자들에게 물리학을 하는 것의 무서운 부분을 상기시키는 것일 뿐입니다. 즉, 그것은 고위험 고수익 게임이라는 것입니다. 그리고 당신은 수십 년 동안 유익할 것이라고 생각했던 길을 따라가다가 그것이 막다른 골목임을 발견할 수 있습니다. 그리고 왜 그것이 막다른 길인지 모를 수도 있습니다. 그래서 이것들은 우주 상수 문제(왜 그렇게 작은가)를 해결하는 것이 설득력이 있는지 여부를 결정하는 개인에게 영향을 미칠 수 있는 물리학의 개념입니다. 그러나 그것은 우리에게 해결책을 제시하지 못했습니다. 그리고 우주에 일정한 한계가 있는 것처럼 관측 가능한 우주가 있고 잠재적으로 유한한 수명 때문에 우주에서 발견할 수 있는 유한한 양이 있습니다. 마찬가지로 모든 인간은 유한한 삶을 살고 있습니다. 그리고 자연의 모든 법칙을 발견할 수 있는 능력은 유한할 수 있습니다.

(46:57) 나는 개인적으로 이러한 것들에 대한 설명으로 다중 우주에서 완전히 판매되지는 않았지만 그럴듯하다고 생각합니다. 하지만 이러한 문제에 대해 다른 방식으로 생각하는 것을 막지는 못합니다. 내가 찾게 될 잠재적 솔루션의 품질에 대한 기준을 높일 뿐입니다.

스트로가츠 (47:17): 음, 감사합니다. 이것은 정말 매혹적인 대화였습니다. David Kaplan, 오늘 참석해 주셔서 감사합니다.

카플란 (47:23): 알겠습니다. 기쁘게 생각합니다.

아나운서 (47:27): 과학 및 수학의 최신 정보를 확인하세요. 가입 Quanta Magazine 뉴스 레터. 무료이며 매주 금요일 이메일 받은 편지함에 도착합니다. 가입 방법에 대한 자세한 내용은 quantamagazine.org를 참조하십시오.

스트로가츠 (47 : 45) : 이유의 기쁨 의 팟캐스트입니다. Quanta Magazine, Simons Foundation에서 지원하는 편집 독립 간행물. Simons Foundation의 자금 지원 결정은 주제 선택, 게스트 또는 이 팟캐스트 또는 Quanta Magazine. 이유의 기쁨 Susan Valot와 Polly Stryker가 제작합니다. 편집자는 John Rennie와 Thomas Lin이며 Matt Carlstrom, Annie Melchor 및 Zack Savitsky의 지원을 받습니다. 우리의 테마 음악은 Richie Johnson이 작곡했습니다. Julian Lin이 팟캐스트 이름을 생각해 냈습니다. 에피소드 아트는 Peter Greenwood가 담당했고 로고는 Jaki King이 담당했습니다. Cornell Broadcast Studios의 Burt Odom-Reed와 볼티모어에서 녹음한 Lawrence Lanahan에게 특별한 감사를 드립니다. 저는 호스트 Steve Strogatz입니다. 질문이나 의견이 있으시면 다음 주소로 이메일을 보내주십시오. [이메일 보호] 듣기 주셔서 감사합니다.