[論文レビュー] Cosmological Constant and the Final Anthropic Hypothesis

Milan M. Ćirković, Nick Bostrom|ArXiv.org|Jun 13, 1999

Space Science and Extraterrestrial Life被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、有限な真空エネルギーを伴う非ゼロの宇宙定数が、最終的アンソロポチック原理（FAP）に与える影響を調査している。今後の準指数的拡張が粒子視界を縮小させ、利用可能なエネルギーを枯渇させることで、因果的領域内での知的生命の長期的生存が不可能になる。多宇宙の文脈でFAPを維持するためには、混沌的インフレーション、領域間移動、そして技術的発展に十分な時間が必要であり、この仮説の妥当性は著しく低下する。

ABSTRACT

The influence of recent detections of a finite vacuum energy ("cosmological constant") on our formulation of anthropic conjectures, particularly the so-called Final Anthropic Principle is investigated. It is shown that non-zero vacuum energy implies the onset of a quasi-exponential expansion of our causally connected domain ("the universe") at some point in the future, a stage similar to the inflationary expansion at the very beginning of time. The transition to this future inflationary phase of cosmological expansion will preclude indefinite survival of intelligent species in our domain, because of the rapid shrinking of particle horizons and subsequent depletion of energy necessary for information processes within the horizon of any observer. Therefore, to satisfy the Final Anthropic Hypothesis (reformulated to apply to the entire ensemble of universes), it is necessary to show that (i) chaotic inflation of Linde (or some similar model) provides a satisfactory description of reality, (ii) migration between causally connected domains within the multiverse is physically permitted, and (iii) the time interval left to the onset of the future inflationary phase is sufficient for development of the technology necessary for such inter-domain travel. These stringent requirements diminish the probability of the Final Anthropic Hypothesis being true.

研究の動機と目的

• 非ゼロの宇宙定数が最終的アンソロポチック原理（FAP）に与える影響を、最近の真空エネルギーに関する観測的証拠を踏まえて評価すること。
• 今後の準指数的拡張（今後のインフレーション）の到来が、我々の因果的連結領域内での知的生命文明の無限の生存を妨げるかどうかを分析すること。
• 今後の真空駆動型拡張が引き起こす物理的・時間的制約を踏まえて、多宇宙フレームワーク下でもFAPが成立しうるかどうかを評価すること。
• FAPがこれらの宇宙論的制約下でも成立し続けるために必要な条件——例えば領域間移動や高度技術——を特定すること。

提案手法

• 著者たちは、非ゼロの宇宙定数のもとでの宇宙の今後の進化をモデル化し、準指数的拡張への移行に注目している。
• 加速的拡張によって引き起こされる粒子視界の縮小と、それによる観測者の因果的視界内での利用可能なエネルギーの枯渇を分析している。
• リンデの混沌的インフレーションモデルを、多宇宙と領域形成の妥当なメカニズムとして組み込んでいる。
• 因果的に分離された領域間の移動が、FAPが成立するために必要であると仮定した場合、その物理的実現可能性を評価している。
• 宇宙論的および熱力学的推論を用いて、将来のインフレーションの到来前に領域間移動を可能にする技術的発展に必要な時間的制約を評価している。
• FAPを多宇宙の全集合に適用する形に再定式化し、知的生命が生存または領域間移動を遂げることを要件としている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非ゼロの宇宙定数は、因果的領域内での知的生命の長期的生存を妨げる今後の準指数的拡張を引き起こすか？
• RQ2 今後の真空駆動型拡張によって孤立領域内でのエネルギーと情報処理が不可能になった場合、最終的アンソロポチック原理は維持可能か？
• RQ3 因果的に分離された領域間の多宇宙内での移動は、既知の物理法則の下で物理的に可能か？
• RQ4 将来のインフレーションの到来までの残り時間は、領域間移動を可能にする技術の開発に十分な期間を提供するか？
• RQ5 有限な真空エネルギーの影響下で、多宇宙的文脈においてFAPが成立し続けるために満たすべき条件は何か？

主な発見

• 非ゼロの宇宙定数は、準指数的拡張の今後の段階を引き起こし、粒子視界の縮小と外部エネルギー源からの分離を引き起こす。
• 粒子視界の縮小は、利用可能なエネルギーの枯渇を引き起こし、長期的には情報処理の継続と知的生命の生存を不可能にする。
• 混沌的インフレーションや類似のメカニズムによって多宇宙と因果的に分離された領域が生成されない限り、FAPは維持できない。
• 領域間移動はFAPが成立するための必須条件であるが、現在の宇宙論的理解ではその物理的実現可能性は著しく疑わしい。
• 将来のインフレーションの到来までの時間的窓は、領域間移動を可能にする技術の開発に十分な期間を提供する可能性が低く、FAPが真である確率を著しく低下させる。
• 本論文は、FAPが成立するための厳密な要件——混沌的インフレーション、領域間移動、十分な時間——が、その妥当性を著しく低下させると結論づけている。