안드레이 린데

3. 우주론적 상전이와 초기 인플레이션 이론

1972년부터 1976년까지, 드비드 키르즈니츠와 안드레이 린데는 우주론적 상전이 이론을 개발했다. 이 이론에 따르면, 약력, 강력, 전자기력은 초기 우주에는 큰 차이가 없었다. 이러한 상호작용은 팽창하는 우주의 온도가 충분히 낮아졌을 때 일어나는 우주론적 상전이 이후에 점차적으로 서로 달라졌다. 1974년, 린데는 서로 다른 상호작용 간의 대칭성을 깨는 스칼라장의 에너지 밀도가 아인슈타인 방정식에서 진공 에너지(우주 상수) 역할을 할 수 있음을 발견했다. 1976년부터 1978년까지, 린데는 우주론적 상전이 동안 이 에너지의 방출이 우주를 가열하기에 충분할 수 있음을 입증했다.

이러한 관찰은 1980년 앨런 구스가 제안한 인플레이션 우주론의 첫 번째 버전인 "구 인플레이션 이론"의 주요 요소가 되었다. 이 이론은 우주가 처음에는 뜨거웠다는 가정을 기반으로, 우주론적 상전이를 겪었고, 과냉각된 준안정 상태(거짓 진공)에 일시적으로 갇혔다가, 지수적으로 팽창 ("인플레이션")하여 거짓 진공이 붕괴되고 우주가 다시 뜨거워졌다는 이론이다. 이 아이디어는 표준 빅뱅 이론의 많은 어려운 문제에 대한 독특한 해결책을 제공할 수 있기 때문에 많은 관심을 받았으며, 특히 우주가 왜 이렇게 크고 균일한지 설명할 수 있었다. 그러나 구스는 이 시나리오가 의도대로 작동하지 않아 거짓 진공의 붕괴가 우주를 극도로 불균일하게 만들 것이라는 점을 즉시 깨달았다.

4. 새로운 인플레이션 이론

1981년, 스티븐 호킹의 양자 중력 세미나에서 린데는 "새로운 팽창" 이론을 발표했다.^[2] 그는 우리 우주 영역을 포함하는 거품이 존재하고, 상전이가 거품 내부에서 천천히 일어난다면 거품들이 합쳐지지 않는 문제를 해결할 수 있음을 보였다.^[2] 이 이론은 앨런 구스의 초기 모델이 가진 문제점을 해결하면서도 그 매력적인 특징은 대부분 유지했다.^[2] 몇 달 후, 안드레아스 알브레히트와 폴 스타인하르트는 린데의 논문을 참조하여 유사한 시나리오를 제시했다.^[2] 그러나 새로운 팽창 이론은 초기 우주가 매우 뜨거웠고, 우주론적 상전이 동안 팽창이 일어났다는 가정 때문에 문제점을 안고 있었다.^[2]

5. 혼돈 인플레이션 이론

1983년, 린데는 구형 및 신형 인플레이션 이론의 몇 가지 핵심 원리를 버리고 보다 일반적인 혼돈 인플레이션 이론을 제안했다.^[3] 혼돈 인플레이션은 초기 열적 평형을 가정하지 않으며, 더 광범위한 이론에서 발생한다.^[3] 이 이론은 현재 대부분의 현실적인 인플레이션 이론의 기본 원리로 받아들여지고 있다.^[3] 이후 린데는 하이브리드 인플레이션 시나리오를 개발하여 인플레이션 종료 방식에 대한 가능한 수정을 제안했는데, 이 모델에서 인플레이션은 "폭포" 불안정성으로 인해 종료된다.^[3]

6. 우주 내 물질 생성

팽창 이론에 따르면, 우주에 있는 모든 기본 입자는 재가열이라는 과정에서 팽창이 끝난 이후에 나타났다. 우주 물질의 생성 이론인 재가열 이론의 첫 번째 버전은 1982년 알렉산더 돌고프, 린데, L.F. 애보트, 에드워드 파르히, 마크 B. 와이즈에 의해 개발되었다. 1994년, L.A. 코프만, 린데, 알렉세이 스타로빈스키는 이 이론을 수정하여, 인플레이션 이후의 물질 생성 과정이 파라메트릭 공명 효과 때문에 훨씬 더 효율적일 수 있음을 보여주었다.

7. 영원한 혼돈 인플레이션과 다중 우주

1982년부터 1983년까지, 폴 스타인하르트, 알렉산더 빌렌킨, 그리고 린데는 새로운 인플레이션 시나리오에서 지수적 팽창이 일단 시작되면 우주의 일부 지역에서 영원히 계속된다는 것을 발견했다. 이 시나리오를 바탕으로 린데는 자기 재생 인플레이션 우주 모델을 제안했다. 이 모델에서 우주는 서로 다른 특성을 가진 여러 포켓 우주(미니 우주)로 구성된 거대한 프랙탈 구조, 즉 인플레이션 다중 우주를 이룬다. 이는 우주론적 인간 원리에 대한 간단한 과학적 해석을 제공하는데, 우리의 세계는 서로 다른 부분으로 구성될 수 있지만, 우리는 우리가 아는 생명을 유지할 수 있는 다중 우주의 부분에서만 살 수 있다는 것이다.^[1]

1986년, 린데는 혼돈 인플레이션 시나리오의 많은 버전에서 우주의 지수적 팽창 과정이 우주의 일부 지역에서 영원히 계속된다는 것을 발견하고, 이를 영원한 인플레이션이라고 명명했다. 영원한 혼돈 인플레이션 동안 생성된 양자 요동은 너무 커서 우주의 서로 다른 부분을 한 진공 상태에서 다른 상태로 이동시키고, 심지어 시공간의 유효 차원을 변경할 수 있다.^[1]

린데와 그의 스탠퍼드 동료 비탈리 반추린은 인간 관찰자가 구별할 수 있는 우주의 수를 10^10^10^7개로 추정했다.^[1]

8. 인플레이션과 끈 이론

2000년, 라파엘 부소와 조셉 폴친스키는 우주 상수 문제를 해결하기 위해 영원한 인플레이션과 끈 이론에서 많은 서로 다른 진공 사이의 전이를 사용하는 것을 제안했다. 2003년, 샤미트 카추, 레나타 칼로쉬, 린데, 산디프 트리베디는 끈 이론 진공 안정화 메커니즘(KKLT 메커니즘 참조)을 제안하고, 팽창하는 우주를 설명하는 이러한 진공이 모두 준안정적이며 결국 붕괴해야 한다는 것을 발견했다.^[2] 마이클 R. 더글라스와 그의 협력자들은 서로 다른 끈 이론 진공의 총 수가 10⁵⁰⁰개 이상일 수 있다고 추정했으며, 레너드 서스킨드는 끈 이론 진공 사이의 우주론적 상전이를 연구하여 끈 이론 풍경 시나리오를 개발했다.

린데는 레나타 칼로쉬 등과 함께 우주론적 끌개 이론을 개발하여 최신 관측 데이터에 가장 잘 맞는 인플레이션 우주론의 광범위한 버전을 제시했다.^[5]

9. 정치적 입장

2022년 2월에서 3월에 걸쳐, 린데는 2022년 러시아의 우크라이나 침공을 규탄하는 러시아 과학자들의 공개 서한^[8]과 브레이크스루 상 수상자들의 공개 서한^[9]에 서명했다.

10. 수상 내역

참조

_[1] 웹사이트 Physicists Calculate Number of Parallel Universes https://phys.org/new[...]
_[2] 논문 de Sitter Vacua in String Theory
_[3] 논문 de Sitter Vacua in String Theory
_[4] 서적 The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design (Publisher: Little, Brown and Company) https://archive.org/[...] Little, Brown and Company
_[5] 논문 Planck 2015 results. XX. Constraints on inflation
_[6] 웹사이트 Nine Scientists Share Three Kavli Prizes https://www.science.[...]
_[7] 웹사이트 Renata Kallosh http://cwp.library.u[...] UCLA 2014-03-17
_[8] 웹사이트 Открытое письмо российских учёных и научных журналистов против войны с Украиной https://t-invariant.[...] 2022-02-24
_[9] 간행물 An open letter from Breakthrough Prize laureates https://breakthrough[...]