Кіріспе

Ресейлік-американдық теориялық физик Андрей Дмитриевич Линде (Андре́й Дми́триевич Ли́нде; 1948 жылдың 2 наурызында туған) – орыс-американдық теориялық физик және Стэнфорд университетінің физика профессоры. Линде инфляциялық ғалам теориясының, сондай-ақ мәңгілік инфляция және инфляциялық көп қабатты әлем теориясының негізгі авторларының бірі. Ол ғылым бакалавры дәрежесін Мәскеу мемлекеттік университетінен алған. 1975 жылы Линдеге Мәскеудегі Лебедев физикалық институтының докторлық дәрежесі берілді. 1989 жылдан бастап ЦЕРН-де (Еуропалық ядролық зерттеулер ұйымы) жұмыс істеді және 1990 жылы Америка Құрама Штаттарына көшіп барды, онда Стэнфорд университетінің физика профессоры болды. Инфляция бойынша жұмыстары үшін алған түрлі марапаттардың ішінде 2002 жылы ол МИТ-тің Алан Гут және Принстон университетінің Пол Штайнхардтпен бірге Дирак медалімен марапатталды. 2004 жылы ол Алан Гутпен бірге инфляциялық космологияны дамыту үшін космология бойынша Грубер сыйлығын алды. 2012 жылы ол Алан Гутпен бірге фундаменталдық физика саласындағы жаңару сыйлығының тұңғыш иегері болды. 2014 жылы Алан Гут және Алексей Старобинскиймен бірге "космостық инфляция теориясын дамытқаны үшін" астрофизика саласындағы Кавли сыйлығын алды. 2018 жылы Гамов сыйлығын алды.

Космологиялық фазалық ауысулар және ескі инфляция

1972-1976 жылдары Дэвид Киржниц пен Андрей Линде космологиялық фазалық ауысулар теориясын жасады. Бұл теорияға сәйкес, ғаламның өте ерте кезеңдерінде әлсіз, күшті және электромагниттік өзара әрекеттесулердің арасында көп айырмашылық болған жоқ. Бұл өзара әрекеттесулер кеңейіп жатқан Ғаламның температурасы жеткілікті түрде төмендеген кезде болған космологиялық фазалық ауысулардан кейін ғана біртіндеп ерекшеленді. 1974 жылы Линде Эйнштейн теңдеулерінде вакуум энергиясының тығыздығын (космологиялық тұрақтыны) қамтамасыз ете алатын, әртүрлі өзара әрекеттесулер арасындағы симметрияны бұзатын скалярлық өрістердің энергия тығыздығы бар екенін тапты. 1976-1978 жылдар аралығында Линде космологиялық фазалық ауысулар кезінде осы энергияның босауы ғаламды қыздыруға жеткілікті екенін көрсетті. Бұл байқаулар 1980 жылы Алан Гут ұсынған инфляциялық ғалам теориясының бірінші нұсқасының негізгі құрамдас бөлігі болды. Бұл теория қазір "ескі инфляция теориясы" деп аталады, ол ғаламның бастапқыда ыстық болғаны туралы болжамға негізделген. Одан кейін ол космологиялық фазалық ауысуларды бастан кешірді және уақытша суперсуытылған, тұрақсыз вакуумдық күйде (жалған вакуумда) тұрып қалды. Содан кейін ғалам экспоненциалды түрде кеңейді – "инфляцияланды" – жалған вакуум ыдырап, ғалам қайтадан ыстыққа айналғанға дейін. Бұл идея көп назар аударды, өйткені ол Стандартты Ұлы Жарылыс теориясының көптеген қиын мәселелерін шешудің бірегей жолын ұсына алады. Атап айтқанда, ол ғаламның неге соншалықты үлкен және біркелкі екенін түсіндіре алады. Алайда, Гут бірден түсінгендей, бұл сценарий толыққанды жұмыс істемеді: жалған вакуумның ыдырауы ғаламды өте біркелкі емес ететін еді.

Жаңа инфляция

1981 жылы Стивен Хокингтің кванттық гравитация бойынша семинарында Линде инфляциялық теорияның тағы бір нұсқасын жасады, оны ол "жаңа инфляция" деп атады. Біздің ғаламның аймағын қамтитын көпіршік болған жағдайда, көпіршіктердің бірігіп кетпеу мәселесін (Уақыттың қысқаша тарихы, 8-тараудың 138-бетіне қараңыз) шешуге болатынын ол көрсетті. Сондай-ақ, фазалық өтудің көпіршік ішінде баяу жүруі керек екенін айтты. Бұл теория Гут ұсынған алғашқы модельдің мәселелерін шешіп, оның көптеген тартымды ерекшеліктерін сақтап қалды. Бірнеше айдан кейін Андреас Альбрехт пен Пол Штайнхардт Линдедің жұмысына сілтеме жасай отырып, ұқсас сценарий ұсынды. Содан кейін жаңа инфляциялық сценарийдің де бірқатар мәселелері бар екені анықталды. Олардың көпшілігі ерте ғаламның бастапқыда өте ыстық болғаны және космологиялық фазалық өтулер кезінде инфляцияның болғаны туралы қалыпты болжамдардан туындады.

Қауіпті инфляция

1983 жылы Линде ескі және жаңа инфляцияның негізгі принциптерінен бас тартып, хаотикалық инфляция деп аталатын, көбірек жалпылама инфляциялық теорияны ұсынды. Хаотикалық инфляция теориялардың әлдеқайда кең класында пайда болады, бастапқы жылулық тепе-теңдік туралы болжамға мүлдем қажеттілік жоқ. Осы сценарийдің негізгі қағидалары қазіргі кездегі инфляциялық теорияның көптеген нақты нұсқаларына енгізілді. Хаотикалық инфляция инфляцияның басталуы туралы түсінігімізді өзгертіп берді. Кейін Линде инфляцияның қалай аяқталуы мүмкін екенін өзгертудің бір жолын ұсынып, гибридтік инфляция сценарийін жасады. Бұл модельде инфляция «су көшкіні» тұрақсыздығы салдарынан аяқталады.

Ғаламдағы материяның жаратылуы

Инфляциялық теорияға сәйкес, ғаламдағы барлық элементар бөлшектер инфляция аяқталғаннан кейін, қайта жылыну деп аталатын процесте пайда болды. Ғаламдағы материяның жаратылуының теориясы болған қайта жылыну теориясының алғашқы нұсқасы 1982 жылы Александр Долгов пен Линде, сондай-ақ Л. Ф. Эбботт, Эдвард Фархи және Марк Б. Уайз есімді ғалымдар тарапынан жасалған. 1994 жылы Л. А. Кофман, Линде және Алексей Старобинский бұл теорияны қайта қарастырды. Олар инфляциядан кейін материяның жаралу процесінің параметрлік резонанс әсерінен әлдеқайда тиімді болуы мүмкін екенін көрсетті.

Инфляциялық мультивселендік және мәңгілік хаотикалық инфляция

Кез келген шамада Линде жасаған ең ауқымды болжамы қазір инфляциялық мультивсеум теориясы немесе жол теориясы ландшафты деп аталатын нәрсемен байланысты. 1982-1983 жылдары Штайнхардт, Линде және Александр Виленкин жаңа инфляциялық сценарийдегі экспоненциалдық кеңею, бір рет басталғаннан кейін, ғаламның кейбір бөліктерінде тоқтамайтындығын анықтады. Осы сценарий негізінде Линде әртүрлі бөліктерден тұратын, өзін-өзі қайта жаңартатын инфляциялық ғалам моделін ұсынды. Бұл бөліктер инфляцияның нәтижесінде экспоненциалды түрде үлкен және біркелкі болады. Сондықтан, практикалық тұрғыдан алғанда, бұл бөліктердің әрқайсысы ғаламның басқа бөліктерінде не болып жатқанына тәуелсіз, жеке шағын ғаламға немесе қалта ғаламға ұқсайды. Мұндай бөліктердің тұрғындары ғаламның барлық жерінде бірдей көрінеді деп ойлауы мүмкін, ал элементарлық бөлшектердің массалары және олардың өзара әрекеттесу заңдары бүкіл әлемде бірдей болуы керек. Дегенмен, инфляциялық космология тұрғысынан, әртүрлі қалта ғаламдарда әрқайсысында әртүрлі төмен энергиялық физика заңдары жұмыс істеуі мүмкін. Осылайша, біздің әлеміміз, бір шар тәрізді симметриялы кеңейіп жатқан шардың орнына, үлкен фракталға айналады – инфляциялық мультивсеум, әртүрлі қасиеттері бар көптеген қалта ғаламдардан тұрады. Бұл космологиялық антрополық принциптің қарапайым ғылыми түсіндірмесін берді: біздің әлеміміз әртүрлі бөліктерден құралуы мүмкін, бірақ біз өмірді қолдай алатын мультивсеум бөліктерінде ғана өмір сүре аламыз. Бұл идеялар сол кезде көп назар алмады, себебі антрополық принцип өте танымал емес еді, сондай-ақ жаңа инфляциялық сценарий толыққанды жұмыс істемеді және оның орнына хаотикалық инфляциялық сценарий келді. Алайда, 1986 жылы Линде хаотикалық инфляциялық сценарийдің көптеген нұсқаларында ғаламның экспоненциалдық кеңею процесінің ғаламның кейбір бөліктерінде мәңгілікке дейін жалғасатынын анықтады. Линде бұл процесті мәңгілік инфляция деп атады. Мәңгілік хаотикалық инфляция кезінде пайда болатын кванттық ауытқулар соншалықты үлкен, олар ғаламның әртүрлі бөліктерін бір вакуумдық күйден екіншісіне оңай итеріп жібереді, тіпті кеңістік-уақыттың тиімді өлшемділігін өзгерте алады. Бұл мультивсеум теориясын іске асырудың өте күшті жолын қамтамасыз етті. Линде және оның Стэнфордтағы әріптесі Виталий Ванчурин барлық мүмкін ғаламдардың санын шамамен 10^10^16 деп есептеді, егер адамдардың бақылаушы ретінде ғаламдарды ажырату қабілеті шектеулі екенін ескермесек. Егер осы фактор ескерілсе, онда 10^10^10^7 ғалам болуы мүмкін. Кванттық ауытқуларды тудырған баяу кеңею механизмін талдау арқылы ғалымдар пайда болған ғаламдардың санын 10^10^10^7 деп бағалады.

Инфляция және сап теориясы

Бұл саладағы маңызды прогресс инфляциялық көп әлем теориясының жобалық теория аясында іске асырылған кезде қол жеткізілді. 2000 жылы Рафаэль Буссо мен Джозеф Полчински космологиялық тұрақты мәселені шешу үшін жобалық теорияда мәңгілік инфляция режимін және көптеген әртүрлі вакуумдар арасындағы өтулерді пайдалануды ұсынды. Сол кезде жобалық теорияның тұрақты немесе метастабильді вакуумдары белгілі болған жоқ. 2003 жылы Шамит Кахру, Рената Каллош, Линде және Сандип Триведи жобалық теорияның вакуумдық тұрақтандыруының мүмкін механизмін ұсынды және кеңейіп жатқан әлемді сипаттайтын барлық вакуумдардың метастабильді екенін, яғни олар әрі қарай ыдырайтынын анықтады (KKLT механизміне қараңыз). Содан кейін Майкл Р. Дуглас және оның әріптестері әртүрлі жобалық вакуумдардың жалпы саны 10500-ге дейін немесе одан да көп болуы мүмкін деп бағалады, ал Леонард Сускинд әртүрлі жобалық вакуумдар арасындағы космологиялық фазалық өтулерді зерттеу негізінде жобалық теорияның ландшафт сценарийін жасады. Бұл теорияның басты міндеттерінің бірі – осы әлемнің әртүрлі бөліктерінде өмір сүру ықтималдығын анықтау. Алайда, жобалық теория қолданылғаннан кейін, бір ғаламның бұрынғы бейнесіне оралу өте қиын. Мұны істеу үшін жобалық теорияның көптеген вакуумдарының тек біреуі ғана мүмкін екенін дәлелдеу және инфляциялық көп әлем теориясы аясында антропоморфты космологиялық принципті қолдану арқылы шешілетін көптеген мәселелерге балама шешім ұсыну қажет. Линде инфляциялық көп әлем теориясы бойынша жұмысын жалғастыруда. Атап айтқанда, Рената Каллош пен Андрей Линде өздерінің әріптестерімен бірге космологиялық тартымдылықтар теориясын жасады. Бұл инфляциялық космологияның кең класы, ең соңғы байқау деректерімен ең жақсы сәйкес келеді.

Құрмет пен марапаттар

2012 жылдың шілдесінде Линде физик және интернет кәсіпкері Юрий Милнер құрған Фундаменталды физика саласындағы «Жаңа көтеріліс» сыйлығының алғашқы иегері атанды. 2014 жылы ол Алан Гут пен Алексей Старобинскиймен бірге Норвегия ғылым және әдебиет академиясының Кавли сыйлығымен марапатталды. Линде Ұлттық ғылым академиясы мен Америка өнер және ғылым академиясының мүшесі болып табылады.

Жеке өмір

Линде Рената Каллошка үйленген. Олардың екі ұлы бар. Оның ата-анасы – совет физиктері Ирина Ракоболская және Линде Дмитрий Павлович.

Саяси ұстанымдар

2022 жылдың ақпан-наурыз айларында ол 2022 жылы Ресейдің Украинаға басып кіруін айыптайтын ресейлік ғалымдардың ашық хатына, сондай-ақ Breakthrough Prize жүлдегерлерінің осы мәселе бойынша жазған тағы бір ашық хатына қол қойды.