Andrei Linde - Andrei Linde

Andrei Linde
Andrei Linde 2018.jpg
Retrato de Linde en 2018
Nació (1948-03-02) 2 de marzo de 1948 (73 años)
alma mater Universidad estatal de Moscú
Conocido por Trabajar en el mecanismo KKLT de inflación cósmica
Esposos) Renata Kallosh
Premios 2018   Premio Gamow
2014   Premio Kavli
2012   Premio de Física Fundamental
2004   Premio Gruber
2002   Medalla Dirac
2002 Medalla Oskar Klein
Carrera científica
Campos Física teórica
Cosmología física
Instituciones Instituto de Física Lebedev
CERN
Universidad de Stanford
Asesor de doctorado David Kirzhnits

Andrei Dmitriyevich Linde ( ruso : Андре́й Дми́триевич Ли́нде ; nacido el 2 de marzo de 1948) es un físico teórico ruso-estadounidense y profesor de Física Harald Trap Friis en la Universidad de Stanford .

Linde es uno de los principales autores de la teoría del universo inflacionario , así como de la teoría de la inflación eterna y el multiverso inflacionario . Recibió su licenciatura en Ciencias de la Universidad Estatal de Moscú . En 1975, Linde recibió un Ph.D. del Instituto de Física Lebedev de Moscú . Trabajó en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) desde 1989 y se trasladó a los Estados Unidos en 1990, donde se convirtió en profesor de física en la Universidad de Stanford . Entre los diversos premios que ha recibido por su trabajo sobre la inflación , en 2002 fue galardonado con la Medalla Dirac , junto con Alan Guth del MIT y Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton . En 2004 recibió, junto con Alan Guth , el Premio Gruber de Cosmología por el desarrollo de la cosmología inflacionaria . En 2012, junto con Alan Guth , fue galardonado con el Premio de Física Fundamental . En 2014 recibió el Premio Kavli de Astrofísica "por ser pionero en la teoría de la inflación cósmica", junto con Alan Guth y Alexei Starobinsky . En 2018 recibió el Premio Gamow.

Transiciones de fase cosmológica e inflación antigua

Durante 1972 a 1976, David Kirzhnits y Andrei Linde desarrollaron una teoría de las transiciones de fase cosmológica . Según esta teoría, no había mucha diferencia entre interacciones débiles , fuertes y electromagnéticas en el universo muy temprano . Estas interacciones se hicieron diferentes entre sí solo gradualmente, después de las transiciones de fase cosmológica que ocurrieron cuando la temperatura en el Universo en expansión se volvió lo suficientemente pequeña. En 1974, Linde descubrió que la densidad de energía de los campos escalares que rompen la simetría entre diferentes interacciones puede desempeñar el papel de la densidad de energía del vacío (la constante cosmológica ) en las ecuaciones de Einstein . Entre 1976 y 1978, Linde demostró que la liberación de esta energía durante las transiciones de fase cosmológica puede ser suficiente para calentar el universo.

Estas observaciones se convirtieron en los ingredientes principales de la primera versión de la teoría del universo inflacionario propuesta por Alan Guth en 1980. Esta teoría, ahora llamada " Vieja teoría de la inflación ", se basaba en la suposición de que el universo estaba inicialmente caliente. Luego experimentó las transiciones de fase cosmológica y se quedó temporalmente atascado en un estado de vacío metaestable superenfriado (un vacío falso ). El universo luego se expandió exponencialmente  - "inflado" - hasta que el falso vacío decayó y el universo se volvió caliente de nuevo. Esta idea atrajo mucha atención porque podría proporcionar una solución única a muchos problemas difíciles de la teoría estándar del Big Bang . En particular, podría explicar por qué el universo es tan grande y uniforme . Sin embargo, como Guth se dio cuenta de inmediato, este escenario no funcionó como se esperaba: la desintegración del falso vacío haría que el universo fuera extremadamente heterogéneo .

Nueva inflación

En 1981, Linde desarrolló otra versión de la teoría inflacionaria a la que llamó " Nueva inflación ". Demostró que la expansión exponencialmente rápida del universo podría ocurrir no solo en el falso vacío sino también durante una transición lenta lejos del falso vacío. Esta teoría resolvió los problemas del modelo original propuesto por Guth conservando la mayoría de sus atractivos. Unos meses más tarde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt propusieron un escenario similar que hacía referencia al artículo de Linde. Poco después, se advirtió que el nuevo escenario inflacionario también adolecía de algunos problemas. La mayoría de ellos surgieron debido a la suposición estándar de que el universo primitivo inicialmente era muy caliente y la inflación se produjo durante las transiciones de la fase cosmológica.

Inflación caótica

En 1983, Linde abandonó algunos de los principios clave de la vieja y la nueva inflación y propuso una teoría inflacionaria más general, la inflación caótica . La inflación caótica ocurre en una clase mucho más amplia de teorías, sin necesidad de asumir un equilibrio térmico inicial . Los principios básicos de este escenario se incorporaron en la mayoría de las versiones realistas de la teoría inflacionaria que existen actualmente. La inflación caótica cambió la forma en que pensamos sobre el comienzo de la inflación. Posteriormente, Linde también propuso una posible modificación de la forma en que puede terminar la inflación, desarrollando el escenario de inflación híbrido . En ese modelo, la inflación termina debido a la inestabilidad en "cascada".

Creación de materia en el universo.

Según la teoría inflacionaria, todas las partículas elementales del universo emergieron después del final de la inflación, en un proceso llamado recalentamiento . La primera versión de la teoría del recalentamiento, que es esencialmente la teoría de la creación de materia en el universo, fue desarrollada en 1982 por Alexander Dolgov y Linde, y también por LF Abbott , Edward Farhi y Mark B. Wise . En 1994, esta teoría fue revisada por LA Kofman , Linde y Alexei Starobinsky . Han demostrado que el proceso de creación de materia después del inflado puede ser mucho más eficiente debido al efecto de la resonancia paramétrica .

Multiverso inflacionario e inflación caótica eterna

Quizás la predicción de mayor alcance hecha por Linde estaba relacionada con lo que ahora se llama la teoría del multiverso inflacionario o el paisaje de la teoría de cuerdas . En 1982-1983, Steinhardt, Linde y Alexander Vilenkin se dieron cuenta de que la expansión exponencial en el nuevo escenario de inflación, una vez que comienza, continúa sin fin en algunas partes del universo. Sobre la base de este escenario, Linde propuso un modelo de un universo inflacionario autorreproductor que consta de diferentes partes. Estas partes son exponencialmente grandes y uniformes debido a la inflación. Por lo tanto, para todos los propósitos prácticos, cada una de estas partes parece un mini-universo separado, o universo de bolsillo, independientemente de lo que suceda en otras partes del universo.

Los habitantes de cada una de estas partes podrían pensar que el universo en todas partes se ve igual, y las masas de partículas elementales, así como las leyes de sus interacciones, deben ser las mismas en todo el mundo. Sin embargo, en el contexto de la cosmología inflacionaria, diferentes universos de bolsillo pueden tener diferentes leyes de física de baja energía operando en cada uno de ellos. Por lo tanto, nuestro mundo, en lugar de ser un solo globo en expansión esféricamente simétrico, se convierte en un enorme fractal , un multiverso inflacionario que consta de muchos universos de bolsillo diferentes con diferentes propiedades. Esto proporcionó una interpretación científica simple del principio antrópico cosmológico : nuestro mundo puede constar de diferentes partes, pero solo podemos vivir en aquellas partes del multiverso que pueden sustentar la vida tal como la conocemos.

Estas ideas no atrajeron mucha atención en ese momento, en parte porque el principio antrópico era muy impopular, en parte porque el nuevo escenario inflacionario no funcionó del todo y fue reemplazado por el escenario de inflación caótica. Sin embargo, en 1986 Linde descubrió que en muchas versiones del escenario de inflación caótica, el proceso de expansión exponencial del universo también continúa para siempre en algunas partes del universo. Linde llamó a este proceso inflación eterna . Las fluctuaciones cuánticas producidas durante la inflación caótica eterna son tan grandes que pueden empujar fácilmente diferentes partes del universo de un estado de vacío a otro, e incluso cambiar la dimensionalidad efectiva del espacio-tiempo . Esto proporcionó una realización muy poderosa de la teoría del multiverso.

Linde y su colega de Stanford, Vitaly Vanchurin, calcularon el número de todos los universos posibles en aproximadamente 10 ^ 10 ^ 16 si no consideramos el hecho de que los humanos, como observadores, tienen una capacidad limitada para distinguir más universos. Si se tiene en cuenta esto, podría haber hasta 10 ^ 10 ^ 10 ^ 7 universos. Al analizar el mecanismo de inflación de giro lento que generó inicialmente las fluctuaciones cuánticas , los científicos pudieron estimar el número de universos resultantes en 10 ^ 10 ^ 10 ^ 7.

Inflación y teoría de cuerdas

Un avance significativo en esta área se obtuvo cuando se implementó la teoría del multiverso inflacionario en el contexto de la teoría de cuerdas . En 2000, Raphael Bousso y Joseph Polchinski propusieron usar el régimen de inflación eterna y transiciones entre muchos vacíos diferentes en la teoría de cuerdas para resolver el problema de la constante cosmológica . En ese momento, no se conocía realmente ningún vacío estable o metaestable de la teoría de cuerdas. Un posible mecanismo de estabilización del vacío de la teoría de cuerdas fue propuesto en 2003 por Shamit Kachru , Renata Kallosh , Linde y Sandip Trivedi , quienes también encontraron que todos estos vacíos que describen el universo en expansión son metaestables, es decir, deben eventualmente decaer (ver mecanismo KKLT ). Luego, Michael R. Douglas y sus colaboradores estimaron que el número total de diferentes vacíos fibrosos puede ser tan grande como 10 500 , o incluso más, y Leonard Susskind desarrolló el escenario del paisaje de la teoría de cuerdas basado en la investigación de las transiciones de fase cosmológica entre diferentes vacíos de la teoría de cuerdas. .

Uno de los principales desafíos de esta teoría es encontrar la probabilidad de vivir en cada una de estas diferentes partes del universo. Sin embargo, una vez que se invoca la teoría de cuerdas, es extremadamente difícil volver a la imagen anterior de un solo universo. Para hacerlo, sería necesario demostrar que sólo uno de los muchos vacíos de la teoría de cuerdas es realmente posible y proponer una solución alternativa de los muchos problemas que pueden resolverse utilizando el principio cosmológico antrópico en el contexto de la teoría de cuerdas. teoría del multiverso inflacionario.,

Linde continúa su trabajo sobre la teoría del multiverso inflacionario. En particular, Renata Kallosh y Andrei Linde, junto con sus colaboradores, desarrollaron una teoría de los atractores cosmológicos. Esta es una amplia clase de versiones de cosmología inflacionaria que proporciona uno de los mejores ajustes a los últimos datos de observación.

Honores y premios

En julio de 2012, Linde fue galardonado con el Premio de Física Fundamental , la creación del físico y empresario de Internet Yuri Milner . En 2014, fue co-receptor, con Alan Guth y Alexei Starobinsky , del Premio Kavli otorgado por la Academia Noruega de Ciencias y Letras .

Linde es miembro de la Academia Nacional de Ciencias y de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias .

Vida personal

Linde está casado con Renata Kallosh . Ellos tienen dos hijos.

Referencias

enlaces externos