Эдвард Трайон
Эдвард Трайон | |
|---|---|
| Рожденный | Эдвард Полк Трайон 4 сентября 1940 г. |
| Умер | 11 декабря 2019 г. (79 лет) |
| Гражданство | Соединенные Штаты |
| Альма-матер | Корнелльский университет Калифорнийский университет, Беркли |
| Известный | Выдвигая идею о том, что наша Вселенная возникла в результате квантовой флуктуации вакуума. |
| Научная карьера | |
| Поля | Физик |
| Учреждения | Колумбийский университет Хантер-колледж Городского университета Нью-Йорка |
| Докторантура | Стивен Вайнберг |
Эдвард П. Трайон (4 сентября 1940 г. - 11 декабря 2019 г.) был американским ученым и почетным профессором физики Городского университета Хантер-колледжа Нью -Йорка (CUNY). [1] Он был первым физиком, предположившим, что наша Вселенная возникла как квантовое колебание вакуума. [2] [3]
Ранний период жизни
[ редактировать ]Трайон родился и вырос в Терре-Хот, штат Индиана . [4] Он взял свой первый курс физики в первом классе средней школы Уайли . [5]
Академические круги и интеллектуальные влияния
[ редактировать ]Трайон поступил в Корнельский университет в 1958 году. На него оказал влияние лауреат Нобелевской премии Ганс Бете , который был одним из его профессоров. Особенно на него повлиял совет, который дал ему Бете: «Наша интуиция основана на нашем опыте в макроскопическом мире. Нет никаких оснований ожидать, что наша интуиция будет справедлива для микроскопических явлений». [6] Он окончил Корнеллский университет в 1962 году, получив степень бакалавра физики. [4] Затем он продолжил работу над дипломной работой в Калифорнийском университете в Беркли . Там на него очень сильно повлиял Стивен Вайнберг . Он посещал курсы Вайнберга, который позже стал его наставником. [7] Его докторская диссертация была посвящена взаимосвязи между общей теорией относительности и квантовой теорией поля. [8] и назывался: «Классические и квантовые теоретико-полевые выводы теории гравитации». [9] В 1967 году он окончил Калифорнийский университет в Беркли со степенью доктора физики.
Деннис Шиама и идея о том, что Вселенная представляет собой колебание вакуума
[ редактировать ]В 1969 году (в некоторых версиях этой истории говорится, что это был 1970 год) Трайон присутствовал на лекции в Колумбийском университете, которую читал британский космолог Деннис Скиама . [10] И когда Скиама на мгновение прервал свою речь, Трайон вдруг сказал вслух: «Может быть, Вселенная — это колебание вакуума?» [11] Все засмеялись, решив, что это шутка. [12] Смутившись, он никому не объяснил, что это не так. Трайон говорит, что вспомнил об этом инциденте только после того, как ему напомнили о нем, когда он опубликовал статью на эту тему. [13]
Карьера
[ редактировать ]Специализация Трайона — теоретические модели кварков , теоретическая общая теория относительности и космология . В 1973 году он предположил, что Вселенная представляет собой крупномасштабное квантовое колебание энергии вакуума . Это называется генезисом вакуума или гипотезой Вселенной с нулевой энергией . Его цитируют: «Вселенная — это просто одна из тех вещей, которые происходят время от времени». [14]
В 1967 году он начал работать в Колумбийском университете научным сотрудником. В 1968 году начал работать доцентом и проработал там до 1971 года. [1]
Трайон покинул Колумбийский университет в 1971 году и начал работать в Хантер-колледже Городского университета Нью-Йорка, где провел остаток своей академической карьеры, преподавая в качестве профессора.
Является ли Вселенная флуктуацией вакуума?
[ редактировать ]В начале 1970-х годов большинство физиков считали, что в рамках науки нельзя говорить о том, что было до Большого взрыва . [15] Почти повсеместно было признано, что ни один учёный не может объяснить, почему существует что-то, а не ничто. Такова была научная атмосфера, когда Трайон устраивался на работу в Хантер-колледж. Но вскоре после прибытия он оказался в писательском проекте, который, по его мнению, требовал от него исчерпывающего исследования того, как современная наука воспринимает нашу Вселенную. [16] Изучая различные способы, которыми космологи видят нашу Вселенную, он думал, что открыл совершенно новый способ ее возникновения. Затем он изложил свою идею в виде научной статьи и попытался опубликовать ее. Он отправил его в Physical Review Letters , но они его отвергли. Затем он отправил его в британский научный журнал Nature , надеясь, что оно будет принято как «письмо в редакцию». Редактор журнала не просто принял ее, но решил сделать тематическую статью. [17]
Статья появилась в журнале Nature в декабре 1973 года под заголовком: «Является ли Вселенная флуктуацией вакуума?» [18] Он выдвинул идею о том, что наша Вселенная возникла в результате квантового колебания вакуума. [19] Космолог Александр Виленкин сказал об этой статье: «Трион предположил, что вся наша Вселенная с ее огромным количеством материи представляет собой огромную квантовую флуктуацию, которая каким-то образом не могла исчезнуть в течение более десяти миллиардов лет». [20] Физик Алан Гут так прокомментировал статью: «В своей спорной двухстраничной статье Трайон выдвинул поразительное предположение, что в редких случаях целые вселенные могут материализоваться из вакуума, и наша Вселенная, возможно, началась именно так». [21] Это был первый случай, когда учёный использовал науку, чтобы попытаться объяснить, как наша Вселенная могла возникнуть из ничего. [17]
В своей статье Трайон сначала рассматривает идею о том, как наша Вселенная могла возникнуть из ничего и при этом соблюдать законы физики. Согласно первому закону термодинамики , энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Трайону нужно было доказать, что наша Вселенная могла возникнуть из ничего, не нарушая при этом закон сохранения энергии. Он предположил, что вся положительная энергия массы и вся отрицательная энергия гравитации сокращаются, образуя Вселенную с нулевой энергией. Трайон отдает должное тому, что научился этой идее у общего релятивиста Питера Бергмана . [18] Человеком, который первым предложил идею о том, что мы можем жить во Вселенной с нулевой чистой энергией, поскольку положительная энергия массы компенсирует отрицательную энергию гравитации, был физик Ричард К. Толман . Поскольку Трайон считал, что наша Вселенная имеет нулевую чистую энергию, в своей статье Трайон написал: «Если бы это было так, то наша Вселенная могла бы возникнуть из ниоткуда, не нарушая при этом никаких законов сохранения».
Затем Трайон описал, как наша Вселенная могла возникнуть в результате квантового колебания вакуума. Он сделал это, просто применив известные в настоящее время научные законы, включая квантовую механику и квантовую теорию поля , к эпохе, предшествовавшей появлению нашей ныне известной Вселенной. Как и многие физики, он считал, что вакуум или пустое пространство существовало до существования нашей Вселенной. Согласно квантовой механике и квантовой теории поля, кажущийся вакуум без какой-либо материи может поддерживать флуктуации вакуума . На квантовом уровне из-за принципа неопределенности закон сохранения энергии может быть нарушен лишь на короткое время, в результате чего виртуальные частицы появляются и исчезают. Трайон говорит, что виртуальные частицы также существовали в вакууме, который существовал до существования нашей Вселенной, и эти квантовые флуктуации из ничего (вакуума) в конечном итоге привели к тому, что одна из этих частиц возникла и стала нашей Вселенной. [22]
Трайон не смог объяснить, как одна из этих виртуальных частиц вырастает и становится вселенной, подобной нашей, но он говорит в своей статье, что «законы физики не накладывают ограничений на масштаб вакуумных флуктуаций». В своей статье он также упоминает, что «флуктуации вакуума в нашей Вселенной, вероятно, довольно редки».
Хотя Трайон был первым, кто предположил, что наша Вселенная возникла из квантовых колебаний вакуума, немецкий физик Паскуаль Йордан был первым, кто заговорил о том, как звезда может быть создана из вакуума посредством квантового перехода. В 1930-х годах ряд физиков пытались объяснить, как возникла материя, если мы живем в непрерывной, вечной Вселенной. Джордан знал, как положительная энергия солнечной массы может нейтрализовать его гравитационную отрицательную энергию, оставляя Солнце с нулевой энергией. Это заставило его предположить, что помешает квантовому переходу из вакуума создать новое солнце. [23] Джордан предположил не то, что наша Вселенная могла возникнуть в результате квантового колебания вакуума, а то, как материя могла генерироваться внутри вечной Вселенной.
В начале 1970-х годов украинец из Советской России П.И. Фомин (Петр Иванович Фомин), кажется, самостоятельно выдвинул идею о том, что наша Вселенная могла возникнуть в результате квантового процесса. [23] Однако он опубликовал свою работу только в 1975 году, почти через два года после Трайона, поэтому научное сообщество отдало должное Трайону за то, что он первым выдвинул эту идею.
Трайон также считал, что это квантовое событие не имело цели или причины. По сути, он говорил, «что наша Вселенная могла возникнуть таким образом, и подчеркивал, что такое событие творения не требует причины». [24] Вот почему Трайон писал: «В ответ на вопрос, почему это произошло, я предлагаю скромное предположение, что наша Вселенная — это просто одна из тех вещей, которые происходят время от времени».
Хотя статья Трайона создает впечатление, что загадка происхождения нашей Вселенной решена, на самом деле это не так. В его статье упоминается, что существует «большое пространство, в котором заключена наша Вселенная», но этой идее дается лишь очень расплывчатое и краткое описание. Далее, хотя Трайон предположил, что наша Вселенная возникла в результате случайности, допускаемой законами физики, он не указывает, что создало законы физики, оставляя тайну создания Вселенной не до конца раскрытой.
Работает
[ редактировать ]- Трайон, Эдвард П. «Является ли Вселенная флуктуацией вакуума?», журнал Nature , 246 (1973), стр. 396–397.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Рейноса, Питер (16 марта 2016 г.). «Почему Эдвард П. Трайон не всемирно известный физик?» . Хаффингтон Пост . Проверено 23 марта 2016 г.
- ^ Импи, стр.411
- ^ Трайон, Эдвард П. (1973). «Является ли Вселенная флуктуацией вакуума?» . Природа . 246 (5433): 396–397. Бибкод : 1973Natur.246..396T . дои : 10.1038/246396a0 . Проверено 26 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Гриббин, стр.303
- ^ Паркер, стр.186
- ^ Паркер, стр.186-187.
- ^ Паркер, стр. 187-188.
- ^ Паркер, стр.188
- ^ Трайон, Эдвард Полк (1967). «Классические и квантовые теоретико-полевые выводы теории гравитации». Гарвардское образование . Бибкод : 1967PhDT........32T .
- ^ Гут, стр.12
- ^ Гриббин, стр.304
- ^ Виленкин, стр.183.
- ^ Паркер, с. 189
- ^ Гут, стр.14
- ^ Шэссон, стр.42
- ^ Паркер, стр. 189-190.
- ^ Перейти обратно: а б Гут, стр.271
- ^ Перейти обратно: а б Трайон, Эдвард П. (1973). «Является ли Вселенная флуктуацией вакуума?» . Природа . 246 (5433): 396–397. Бибкод : 1973Natur.246..396T . дои : 10.1038/246396a0 . Архивировано из оригинала 18 марта 2017 года . Проверено 29 марта 2016 г.
- ^ Вулетич, Марк I. «Творение ex nihilo-Без Бога» . Светская сеть . Проверено 29 марта 2016 г.
- ^ Виленкин, стр.184.
- ^ Гут, стр.272
- ^ Глейзер, стр.307
- ^ Перейти обратно: а б Гриббин, стр.344
- ^ Виленкин, стр. 184-185.
Первоисточники
[ редактировать ]- Чессон, Эрик (1981). Космический рассвет: происхождение материи и жизни . Нью-Йорк: WW Norton & Company. ISBN 978-0-393-30587-6 .
- Глейзер, Марсело (1997). Танцующая Вселенная: от мифов о сотворении мира до Большого взрыва . Нью-Йорк: Книги Пингвина. ISBN 978-0-525-94112-5 .
- Гриббин, Джон (2008). В поисках Большого Взрыва: Жизнь и Смерть Вселенной . Книги о пингвинах. Бибкод : 1998isbb.book.....G . ISBN 978-0-14-026989-5 .
- Гут, Алан Х. (1997). Инфляционная Вселенная: В поисках новой теории космического происхождения . Нью-Йорк: Основные книги. ISBN 978-0-201-14942-5 .
- Импи, Крис (2012). Как это началось: Путеводитель по Вселенной для путешественника во времени . Нью-Йорк: WW Norton & Company. ISBN 978-0-393-08002-5 .
- Паркер, Барри (1998). Сотворение: история происхождения и эволюции Вселенной . Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN 978-0-306-42952-1 .
- Виленкин, Алекс (2006). Множество миров в одном: поиск других вселенных . Нью-Йорк: Хилл и Ван. ISBN 978-0-8090-9523-0 .