Andreï Linde - Andrei Linde
Andreï Linde | |
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Née |
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2 mars 1948
mère nourricière | Université d'Etat de Moscou |
Connu pour | Travail sur le mécanisme d' inflation cosmique KKLT |
Conjoint(s) | Renata Kallosh |
Récompenses | 2018 Prix Gamow 2014 Prix Kavli 2012 Prix de physique fondamentale 2004 Prix Gruber 2002 Médaille Dirac 2002 Médaille Oskar Klein |
Carrière scientifique | |
Des champs |
Physique théorique Cosmologie physique |
Établissements |
Institut de physique Lebedev CERN Université de Stanford |
Conseiller de doctorat | David Kirzhnits |
Andrei Dmitriyevich Linde ( russe : Андре́й Дми́триевич Ли́нде ; né le 2 mars 1948) est un physicien théoricien russo-américain et professeur de physique Harald Trap Friis à l'université de Stanford .
Linde est l'un des principaux auteurs de la théorie de l'univers inflationniste , ainsi que de la théorie de l' inflation éternelle et du multivers inflationniste . Il a obtenu son baccalauréat ès sciences à l'Université d'État de Moscou . En 1975, Linde a obtenu un doctorat. de l' Institut de physique Lebedev à Moscou . Il a travaillé au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) depuis 1989 et a déménagé aux États-Unis en 1990, où il est devenu professeur de physique à l'Université de Stanford . Parmi les différents prix qu'il a reçus pour son travail sur l' inflation , il a reçu en 2002 la médaille Dirac , avec Alan Guth du MIT et Paul Steinhardt de l'Université de Princeton . En 2004, il a reçu, avec Alan Guth , le prix Gruber de cosmologie pour le développement de la cosmologie inflationniste . En 2012, il a été, avec Alan Guth , le premier lauréat du Prix de physique fondamentale . En 2014, il a reçu le prix Kavli d'astrophysique « pour avoir été le pionnier de la théorie de l'inflation cosmique », avec Alan Guth et Alexei Starobinsky . En 2018, il a reçu le prix Gamow.
Transitions de phase cosmologiques et ancienne inflation
De 1972 à 1976, David Kirzhnits et Andrei Linde ont développé une théorie des transitions de phase cosmologiques . Selon cette théorie, il n'y avait pas beaucoup de différence entre les interactions faibles , fortes et électromagnétiques au tout début de l'univers . Ces interactions ne sont devenues différentes les unes des autres que progressivement, après les transitions de phase cosmologiques qui se sont produites lorsque la température dans l' Univers en expansion est devenue suffisamment faible. En 1974, Linde a découvert que la densité d'énergie des champs scalaires qui brisent la symétrie entre différentes interactions peut jouer le rôle de la densité d' énergie du vide (la constante cosmologique ) dans les équations d'Einstein . Entre 1976 et 1978, Linde a démontré que la libération de cette énergie lors des transitions de phases cosmologiques peut être suffisante pour réchauffer l'univers.
Ces observations sont devenues les principaux ingrédients de la première version de la théorie de l'univers inflationniste proposée par Alan Guth en 1980. Cette théorie, désormais appelée « Ancienne théorie de l'inflation », reposait sur l'hypothèse que l'univers était initialement chaud. Il a ensuite connu les transitions de phase cosmologiques et a été temporairement bloqué dans un état de vide métastable en surfusion (un faux vide ). L'univers s'est ensuite étendu de manière exponentielle - "gonflé" - jusqu'à ce que le faux vide se désintègre et que l'univers redevienne chaud. Cette idée a attiré beaucoup d'attention car elle pourrait fournir une solution unique à de nombreux problèmes difficiles de la théorie standard du Big Bang . En particulier, cela pourrait expliquer pourquoi l'univers est si grand et si uniforme . Cependant, comme Guth s'en est immédiatement rendu compte, ce scénario n'a pas tout à fait fonctionné comme prévu : la désintégration du faux vide rendrait l'univers extrêmement inhomogène .
Nouvelle inflation
En 1981, Linde développa une autre version de la théorie inflationniste qu'il appela " Nouvelle inflation ". Il a démontré que l'expansion exponentiellement rapide de l'univers pouvait se produire non seulement dans le faux vide, mais aussi lors d'une transition lente loin du faux vide. Cette théorie a résolu les problèmes du modèle original proposé par Guth tout en préservant la plupart de ses caractéristiques attrayantes. Quelques mois plus tard, un scénario similaire a été proposé par Andreas Albrecht et Paul Steinhardt qui faisait référence à l'article de Linde. Peu de temps après, on s'est rendu compte que le nouveau scénario inflationniste souffrait également de certains problèmes. La plupart d'entre eux sont dus à l'hypothèse standard selon laquelle l'univers primitif était initialement très chaud et l'inflation s'est produite pendant les transitions de phase cosmologiques.
Inflation chaotique
En 1983, Linde a abandonné certains des principes clés de l'ancienne et de la nouvelle inflation et a proposé une théorie inflationniste plus générale, l'inflation chaotique . L'inflation chaotique se produit dans une classe de théories beaucoup plus large, sans qu'il soit nécessaire de supposer l' équilibre thermique initial . Les principes de base de ce scénario ont été incorporés dans la plupart des versions réalistes actuellement existantes de la théorie de l'inflation. L'inflation chaotique a changé notre façon de penser le début de l'inflation. Plus tard, Linde a également proposé une modification possible de la fin de l'inflation, en développant le scénario d'inflation hybride . Dans ce modèle, l'inflation se termine en raison de l'instabilité de la « cascade ».
Création de matière dans l'univers
Selon la théorie de l'inflation, toutes les particules élémentaires de l'univers ont émergé après la fin de l'inflation, dans un processus appelé réchauffement . La première version de la théorie du réchauffement, qui est essentiellement la théorie de la création de matière dans l'univers, a été développée en 1982 par Alexander Dolgov et Linde, ainsi que par LF Abbott , Edward Farhi et Mark B. Wise . En 1994, cette théorie a été révisée par LA Kofman , Linde et Alexei Starobinsky . Ils ont montré que le processus de création de matière après gonflage peut être beaucoup plus efficace en raison de l'effet de résonance paramétrique .
Multivers inflationniste et inflation chaotique éternelle
La prédiction la plus ambitieuse faite par Linde était peut-être liée à ce qu'on appelle maintenant la théorie du multivers inflationniste , ou paysage de la théorie des cordes . En 1982-1983, Steinhardt, Linde et Alexander Vilenkin ont réalisé que l'expansion exponentielle du nouveau scénario d'inflation, une fois qu'elle a commencé, se poursuit sans fin dans certaines parties de l'univers. Sur la base de ce scénario, Linde a proposé un modèle d' univers inflationniste auto-reproducteur composé de différentes parties. Ces pièces sont exponentiellement grandes et uniformes, en raison du gonflage. Par conséquent, à toutes fins pratiques, chacune de ces parties ressemble à un mini-univers séparé, ou univers de poche, indépendant de ce qui se passe dans d'autres parties de l'univers.
Les habitants de chacune de ces parties pourraient penser que l'univers se ressemble partout et que les masses de particules élémentaires, ainsi que les lois de leurs interactions, doivent être les mêmes partout dans le monde. Cependant, dans le contexte de la cosmologie inflationniste, différents univers de poche peuvent avoir des lois différentes de la physique des basses énergies opérant dans chacun d'eux. Ainsi, notre monde, au lieu d'être un seul ballon en expansion à symétrie sphérique, devient une énorme fractale , un multivers inflationniste composé de nombreux univers de poche différents avec des propriétés différentes. Cela a fourni une interprétation scientifique simple du principe anthropique cosmologique : notre monde peut être composé de différentes parties, mais nous ne pouvons vivre que dans les parties du multivers qui peuvent supporter la vie telle que nous la connaissons.
Ces idées n'ont pas attiré beaucoup d'attention à l'époque, en partie parce que le principe anthropique était très impopulaire, en partie parce que le nouveau scénario inflationniste n'a pas tout à fait fonctionné et a été remplacé par le scénario d'inflation chaotique. Cependant, en 1986, Linde a découvert que dans de nombreuses versions du scénario d'inflation chaotique, le processus d'expansion exponentielle de l'univers se poursuit également pour toujours dans certaines parties de l'univers. Linde a appelé ce processus l' inflation éternelle . Les fluctuations quantiques produites pendant l'inflation chaotique éternelle sont si importantes qu'elles peuvent facilement pousser différentes parties de l'univers d'un état de vide à un autre, et même changer la dimensionnalité effective de l' espace - temps . Cela a fourni une réalisation très puissante de la théorie du multivers.
Linde et son collègue de Stanford, Vitaly Vanchurin, ont calculé le nombre de tous les univers possibles, à environ 10^10^16 si nous ne considérons pas le fait que les humains en tant qu'observateurs sont limités dans leur capacité à distinguer plus d'univers. Si cela est pris en compte, il pourrait y avoir jusqu'à 10^10^10^7 univers. En analysant le mécanisme d' inflation lente qui a initialement généré les fluctuations quantiques , les scientifiques ont pu estimer le nombre d'univers résultants à 10^10^10^7.
Inflation et théorie des cordes
Une avancée significative dans ce domaine a été obtenue lorsque la théorie du multivers inflationniste a été mise en œuvre dans le contexte de la théorie des cordes . En 2000, Raphael Bousso et Joseph Polchinski ont proposé d'utiliser le régime d'inflation éternelle et de transitions entre de nombreux vides différents en théorie des cordes pour résoudre le problème de constante cosmologique . À cette époque, aucun vide stable ou métastable de la théorie des cordes n'était réellement connu. Un mécanisme possible de stabilisation du vide par la théorie des cordes a été proposé en 2003 par Shamit Kachru , Renata Kallosh , Linde et Sandip Trivedi , qui ont également découvert que tous ces vides décrivant l'univers en expansion sont métastables, c'est-à-dire qu'ils doivent éventuellement se désintégrer (voir mécanisme KKLT ). Ensuite, Michael R. Douglas et ses collaborateurs ont estimé que le nombre total de vides filandreux différents peut atteindre 10 500 , voire plus, et Leonard Susskind a développé le scénario du paysage de la théorie des cordes basé sur l'étude des transitions de phase cosmologiques entre les différents vides de la théorie des cordes. .
L'un des principaux défis de cette théorie est de trouver la probabilité de vivre dans chacune de ces différentes parties de l'univers. Cependant, une fois la théorie des cordes invoquée, il est extrêmement difficile de revenir à l'image précédente d'un seul univers. Pour ce faire, il faudrait prouver qu'un seul des nombreux vides de la théorie des cordes est réellement possible, et proposer une solution alternative aux nombreux problèmes qui peuvent être résolus en utilisant le principe cosmologique anthropique dans le contexte de la théorie du multivers inflationniste.,
Linde poursuit ses travaux sur la théorie du multivers inflationniste. En particulier, Renata Kallosh et Andrei Linde, avec leurs collaborateurs, ont développé une théorie des attracteurs cosmologiques. Il s'agit d'une large classe de versions de la cosmologie inflationniste qui fournit l'un des meilleurs ajustements aux dernières données d'observation.
Honneurs et récompenses
En juillet 2012, Linde a été l'un des premiers lauréats du Prix de physique fondamentale , la création du physicien et entrepreneur Internet Yuri Milner . En 2014, il a été co-récipiendaire, avec Alan Guth et Alexei Starobinsky , du prix Kavli décerné par l' Académie norvégienne des sciences et des lettres .
Linde est membre de la National Academy of Sciences et de l' American Academy of Arts and Sciences .
Vie privée
Linde est marié à Renata Kallosh . Ils ont deux fils.
Les références
Liens externes
- La page Web d'Andrei Linde à l'Université de Stanford
- Andrei Linde sur INSPIRE-HEP
- Publications d' Andrei Linde indexées par Google Scholar
- Interview radio d'André Linde sur Entitled Opinions
- Linde, Andrei (2004) " Inflation, Quantum Cosmology and the Anthropic Principle " dans John Barrow , Paul CW Davies et CL Harper, eds., Science and Ultimate Reality: From Quantum to Cosmos , un volume honorant John A. Wheeler 's 90e anniversaire. La presse de l'Universite de Cambridge.
- Slack, Gordy (1998) " Faith in the Universe: Conversations with cosmologists ", California Wild 51 (3)