Recherche: "je préfèrerais voir un cerveau de Boltzmann plutôt qu'en être un".

J. Richard Gott, III

Princeton University

ABSTRACT

Le modèle cosmologique standard, ou "big bang", serait dominé par l'énergie noire. Un problème couramment perçu avec cette théorie est que dans le futur, l'espace-temps devient asymptotique à un espace de Sitter en expansion exponentielle, rempli de radiations thermiques de Gibbons et de Hawking. De plus, à partir de cet état thermique, étant donné le temps infini, un nombre infini de cerveaux de Boltzmann (BB)[1] sera produit aujourd'hui par volume fini de co-mouvement[2]. Si les BB sont plus nombreux que les observateurs ordinaires par un facteur infini, pourquoi n'en suis-je pas un ? Ce rayonnement thermique de Gibbons & Hawking[3] dépend de l'observateur, ce qui est dû aux horizons d'événements dépendant de l'observateur. Différents observateurs se déplaçant les uns par rapport aux autres verront des photons différents, et des cerveaux de Boltzmann différents. Je soutiendrai que les seules particules réelles sont celles qui sont sorties de l'état de vide quantique par des détecteurs de matériaux réels particuliers. (De la même manière, les détecteurs accélérés draguent le rayonnement thermique Unruh hors du vide de Minkowski en raison de leur horizon des événements). Ainsi, je peux voir un cerveau thermique Gibbons & Hawking Boltzmann, mais je ne peux pas en être un. Des cerveaux de Boltzmann indépendants des observateurs peuvent être créés par des événements de tunnelage quantique, mais le taux d'ajout d'observateurs ordinaires à l'univers par des événements de tunnelage vers des régions de gonflement dépasse le taux de production de BB par de l'effet tunnel par un facteur infini. Je soutiens également que le cerveau de Boltzmann ne passe pas vraiment le test de Turing pour les observateurs intelligents. Ainsi, le modèle standard à lambda plat est sûr.

INTRODUCTION

L'invasion des cerveaux de Boltzmann est devenue un problème perçu pour la norme modèle cosmologique, qui est dominé par l'énergie noire. Les astronomes ont découvert que l'expansion de l'univers s'accélère (Riess, et al. 1998, Perlmutter, et al. 1999). Ceci peut être produit par un terme de constante cosmologique tel que proposé à l'origine par Albert Einstein. Aujourd'hui, nous dirions que le terme de constante cosmologique d'Einstein représente un état de vide quantique de densité d'énergie constante et de pression négative constante (une sorte d’aspiration universelle).

Normalement, on penserait qu'un vide (espace vide ne contenant pas particules et pas de photons) représente un état de densité d'énergie nulle. Mais nous avons appris que l'espace vide peut avoir une densité énergétique non nulle. Nous appelons maintenant cela l'énergie noire (ou parfois le terme Λ suivant la notation d'Einstein). Si l'espace vide a une densité d’énergie non nulle, et qu’il ne doit pas avoir de norme de repos préférée, comme le voulait Einstein, il doit avoir également une pression négative, d'une ampleur égale à sa densité énergétique. Cela implique que, comme l'univers s'étend, la densité énergétique de l'espace vide restera constante, tout comme sa pression, qui est négative et égale à la densité énergétique. Au fur et à mesure que l'univers s'étend, Le travail de PdV[4] effectué par l'expansion sur chaque élément de volume conserve la densité énergétique constante à mesure que le volume augmente. Comme la pression négative est uniforme, elle n'exerce aucune force hydrodynamique. De la même manière, on ne remarque pas la pression de l'air même si sa pression est d'environ 14 livres par pouce carré (Il faut une différence de pression pour créer du vent). Si la pression est uniforme, alors il n'y a pas de forces hydrodynamiques ; cependant, Einstein a montré que la pression exerce un effet gravitationnel. Une pression positive exerce un effet gravitationnel attractif, tandis qu'une pression négative produit une répulsion gravitationnelle. Comme cette pression négative opère dans trois directions (largeur, souffle et hauteur), sa répulsion gravitationnelle est trois fois plus importante que l'attraction gravitationnelle produite par la densité énergétique du vide, et donc l'énergie sombre produit une répulsion gravitationnelle globale. C'est ce qui provoque l'accélération de l'expansion de l'univers que nous connaissons aujourd'hui. L'étude du fond cosmique de micro-ondes laissé par le satellite WMAP après le big bang (Spergel, et al. 2003), indique que la composition de l'univers aujourd'hui est d'environ 4% de matière normale (protons, neutrons et électrons), 0,01% de rayonnement laissé par le big bang (le rayonnement cosmique), 24% de matière noire (particules à faible interaction qui s'agglutinent comme des galaxies) et 73% d'énergie noire. Ce modèle réussit remarquablement bien à expliquer les fluctuations observées dans le fond de micro-ondes cosmiques ainsi que les relevés de supernovae, et les masses d'amas de galaxies ainsi que les éléments trouvés dans l'univers.

Dans un avenir lointain, ce modèle cosmologique standard sera dominé par l'énergie noire, car le rayonnement et la matière dans l'univers s'amincissent à mesure que l'univers continue de s'étendre, tandis que l'énergie sombre reste à la même valeur constante. Lorsque le modèle cosmologique devient dominée par l'énergie sombre, sa géométrie se rapproche de celle d'un espace de Sitter[5] en expansion exponentielle. Si la densité énergétique de l'espace vide, ou énergie sombre, est 8πΛ, alors la taille de l'univers augmente d'un facteur e (2,718281828...) à chaque intervalle de temps de ro = (3/Λ)1/2 (Nous utilisons des unités où la constante gravitationnelle de Newton, la vitesse de la lumière et la constante de Planck réduite sont toutes réglées sur 1). Cet espace s'étend de plus en plus vite à l'avenir. La géométrie de Sitter peut être partiellement couverte par des coordonnées de Schwarzschild[6] centrées sur un observateur géodésique[7] particulier à r=0. Il existe un horizon d'événement à r = ro, ce qui signifie que les objets plus éloignés que ro ne peuvent pas être vus par nous. C'est parce que l'espace entre eux et nous s'étend si vite que la lumière ne peut jamais traverser la distance sans cesse croissante entre eux et nous. C'est comme si nous vivions dans un monde noir à l'intérieur trou. Une galaxie qui s'éloigne rapidement de nous, et qui participe à l'expansion de l'univers, s'éloignera de nous de plus en plus vite jusqu'à ce que sa vitesse se rapproche de celle de la lumière. Une fois qu'elle est plus loin que ro loin de nous, nous n'en recevrons plus de photons. Aussi loin que nous sommes, on pourrait considérer que la planète est tombée dans un trou noir. Le rayon ro marque un horizon d'événements pour nous - nous ne pouvons pas voir d'événements qui se produisent plus loin de nous que cela. Nous appelons cela un horizon événementiel parce que c'est un plan horizontal à travers lequel nous ne pouvons plus faire d'observations. Les galaxies s'éloignent de nous en accélérant, et une fois qu'elles se trouvent à une distance supérieure à ro (la valeur de ro étant d'environ 16 milliards d'années-lumière), nous n'en recevons plus de photons. Hawking (1974) a montré qu'en raison de leurs horizons événementiels, les trous noirs émettent un rayonnement thermique, que l'on appelle aujourd'hui rayonnement de Hawking. Cependant, l’espace de Sitter a également des horizons événementiels. En résultat de l'horizon d'événements dépendant de l'observateur entourant un observateur à r = 0, il observera une radiation Gibbons et Hawking (1978) à une température de T = 1/2πro. Cela représente le rayonnement thermique à très basse température d'une longueur d'onde d'environ 16 milliards d’années-lumière. La fonction Hadamard nous indique qu'un détecteur de matériaux situé au repos à r = 0, entrera en équilibre thermique avec cet état de vide thermique et atteindra un température d'équilibre de T=(1/2)ro. Si c'est un atome, ses niveaux d'énergie deviendront peuplés d'une distribution de Boltzmann à cette température. Un observateur à l'origine observera le rayonnement thermique isotrope avec une température de T = (1/2)ro au repos, en respect avec lui-même. D'une distribution thermique, on s'attend à ce que des fluctuations thermiques occasionnelles produisent au hasard des structures aussi complexes qu'un cerveau humain - les cerveaux de Boltzmann (BB).

Ces derniers sont d'une rareté exponentielle. Divers auteurs ont estimé le temps qu'il faudrait attendre en moyenne pour en voir un : Tav ∼ exp(1050) (cf. Linde 2007). En divisant par le volume à l'intérieur de l'horizon des événements (le volume out r = ro qui est de 82 ro3 donne la probabilité (P) par unité de volume-quatre (V4) de produire un cerveau de Boltzmann : dP/dV4=1/(82ro3Tav) qui est fini. Considérons un volume fini, se déplaçant en même temps, contenant, disons, un milliard de galaxies, dans notre univers en expansion aujourd'hui, qui abritera par définition un nombre fini d'observateurs intelligents ordinaires comme nous. Dans l'avenir infini, cette région s'étendra d'un facteur infini à mesure que l'énergie sombre en viendra à dominer et, finalement, elle atteindra un nombre infini de volumes-quatre dans l'avenir infini. Par conséquent, il devrait abriter, selon l'argument ci-dessus, un nombre infini de BB. En outre, les BB devraient être plus nombreux que les observateurs ordinaires comme nous, et ce, par un facteur infini. Alors pourquoi ne suis-je pas un BB ?

Plusieurs auteurs ont proposé différentes solutions à ce problème, comme nous allons le voir.

Le problème du cerveau de Boltzmann est si grave qu'il a incité Hartle et Srednicki (2007) à se demander si nous sommes typiques. Cependant, tous les autres auteurs qui se sont penchés sur cette question ont implicitement adopté le principe copernicien - ou le principe de médiocrité, comme l'a parfois appelé Vilenkin. Comme l'explique Gott (1993), cela se traduit comme suit : le principe copernicien stipule qu'il est peu probable que votre position dans l'univers soit particulière parmi les observateurs intelligents. Pourquoi ? Parce que de tous les endroits où peuvent se trouver des observateurs intelligents, il n'y a, par définition, que quelques endroits spéciaux et beaucoup plus d'endroits non spéciaux, donc naturellement, on a le plus de chances de se trouver dans un endroit non spécial. Gott définit l'observateur intelligent comme une personne consciente d'elle-même, capable de raisonner, de créer de l'art de manière abstraite, etc. En outre, nous posons des questions comme "Combien de temps mon espèce durera-t-elle", ou encore "Où suis-je dans l'univers" ou "Suis-je un observateur ordinaire ou un cerveau de Boltzmann ?

Il convient de noter que le principe copernicien a été l'un des plus fructueux des hypothèses scientifiques dans l'histoire des sciences. Lorsque Hubble a découvert que d'autres galaxies nous fuyaient de manière isotrope, c'est peut-être parce que notre galaxie se trouvait au centre d'une explosion sphérique finie ; cependant, après Copernic, nous n'étions pas susceptibles de le croire. Non, si cela nous a semblé être le cas à partir de notre galaxie, cela doit être le cas pour toutes les galaxies, notre emplacement ne doit pas être spécial. C'est ainsi que sont nés les modèles de big bang homogènes et isotropes qui ont permis à Gamow, Herman et Alpher de prédire le rayonnement de fond cosmique, qui a été découvert plus tard par Penzias et Wilson. Ce fut l'une des plus grandes prédictions jamais vérifiées dans l'histoire de la science. Tout cela parce que nous avons pris très au sérieux l'idée que notre emplacement ne devrait pas être spécial (cf. Gott 2001 pour plus de détails). Aujourd'hui, lorsque nous examinons le fond des micro-ondes cosmiques, nous supposons que nous regardons à partir d'un endroit aléatoire dans le modèle. En effet, en examinant les résultats des expériences scientifiques, nous supposons que nous n'avons pas affaire à un échantillon particulièrement "chanceux".

Un jour, lors d'une conférence à Cambridge, en Angleterre, Don Page a préconisé l'idée de considérer la perception consciente actuelle de quelqu’un comme choisie au hasard parmi toutes les perceptions conscientes (dans ce cas, on peut se demander pourquoi on n'était pas une fourmi ; il y en a 1015 sur Terre, et ils l'emportent sur les êtres humains). Je dirais plutôt qu'il faut considérer l'observation intelligente actuelle d'une personne, tirée au hasard parmi les observations intelligentes faites par des observateurs intelligents. Les "observateurs intelligents" sont ceux qui sont capables de formuler des questions telles que "Suis-je un observateur ordinaire ou un BB? » et de participer à ce type de discussion. C'est le point de vue que j'adopterai ici. Mes observations intelligentes ne sont pas spéciales parmi celles faites par les observateurs intelligents dans l'univers.

Si les BB sont plus nombreux que les observateurs ordinaires par un facteur infini, et que je ne suis pas spécial, alors je devrais être un BB (Attention, la plupart des BB ne font qu'une ou deux observations, mais si leur nombre dépasse celui des observateurs ordinaires d'un facteur infini, alors l'expiration n'a pas d'importance. Leurs observations domineraient également le total, ce qui rendrait mon observation actuelle également spéciale). Comme je ne suis pas un BB, il doit y avoir un problème (Je note que la grande majorité des auteurs qui se penchent sur ce problème ont été d’accord sur le fait que, dans ce cas, le principe copernicien doit être respecté.

En outre, nous ne devrions pas être parmi un nombre fini d'observateurs intelligents ordinaires dans notre volume de co-mouvement si un nombre infini de BB se produisent plus tard. En particulier, personne se penchant sur le problème n’a fait valoir que les BB ne comptent pas parce qu'ils n'existent pas encore. Par exemple : un point qui ne serait de toute façon pas pertinent dans le multivers, où de nombreuses phases de Sitter comme celle actuelle ont précédé la nôtre). A l'exception de Hartle et Srednicki, les nombreux auteurs qui se penchent sur ce problème ont adopté le point de vue espace-temps selon lequel nous devrions être typiques parmi les observateurs intelligents, où qu'ils se trouvent et à tout moment. Je vais prendre ce même point de vue ici.

Une solution à ce problème (cf. discussion dans Dyson, Kleban & Suskind [2002]) a été proposée par Page (2006). C'est la conclusion assez dramatique selon laquelle le modèle cosmologique doit être faux. La phase de Sitter ne doit pas durer éternellement. La phase de Sitter est instable à la formation d'univers à bulles de plus faible densité de vide. Dans cette mer inflationniste d'énergie noire en expansion infinie, un nombre infini des bulles-univers de plus faible densité du vide peuvent se former (cf. Gott 1982). La paroi de la bulle s'accélère vers l'extérieur avec une accélération constante (parce que la densité à l'intérieur de la bulle est moindre que la densité extérieure et la pression est moins négative qu'à l'extérieur, de sorte que le supplément de pression négative de l'extérieur tire la paroi de la bulle vers l'extérieur), lui donnant la forme d'une hyperboloïde d'une feuille. À des moments tardifs, la paroi de la bulle se dilate à une vitesse proche de celle de la lumière, mais les bulles qui se forment ne parviennent pas à percoler et à remplir l'espace si le taux de formation des bulles par volume-quatre est inférieure à une valeur critique (cf. Gott et Statler 1986). L'énergie sombre que nous soupçonnons se présente sous la forme d'une constante cosmologique effective, une densité d'énergie du vide de V(φ) assise à un minimum local donnant un terme lambda aujourd'hui, où φ est un champ scalaire par exemple. Ce n'est peut-être pas le minimum global. En fait, il peut y avoir de nombreux minima, avec des valeurs de V qui sont plus petites que celles d'aujourd'hui. Elles peuvent être soit positives (conduisant à d'autres bulles de Sitter), nulle (conduisant aux bulles de Minkowski avec un vide intérieur à géométrie plate, densité zéro), ou négatives (conduisant à des bulles avec un vide anti-de Sitter à l'intérieur).

La sagesse conventionnelle dit que les bulles anti-de Sitter de densité négative sont stériles, car elles ressemblent à des cosmologies ouvertes qui, bien qu'en expansion au départ, s'effondrent à nouveau après un court instant fini. Si ces autres vides de faible densité existent, après un temps suffisamment long, la solution va creuser un tunnel vers l'un d'entre eux et une bulle de vide de plus faible densité va se former.

Le taux de formation de bulles de faible densité dans le vide par unité de quatre volumes-quatre ro4 devrait être exponentiellement faible en raison de la probabilité[8] de pénétration de la barrière qui est exponentiellement faible. Dans cette situation, les bulles ne percolent pas, et la phase de Sitter se poursuit indéfiniment, ce qui conduit à la situation de BB. Page propose qu'à la place, la probabilité de formation de bulles soit plus élevée que la valeur critique de percolation, c'est-à-dire d'ordre 1/ro4 ou plus. Il en résulte que la phase de Sitter s'achèvera dans environ 20 milliards d'années. La page spécifie le tunnelage vers le néant, avec des bulles de néant qui s'étendent pour percoler et mettre fin à la phase de Sitter en 20 milliards d'années. Si la phase de Sitter n'est pas terminée d'ici là (si le taux de formation des bulles est plus bas) alors les bulles ne percolent pas et on ne peut pas arrêter la phase de Sitter qui s'étend à l'infini et c'est ainsi que la situation de la BB se présente. Pour atteindre le résultat de Page, les bulles devraient soit être remplies de rien, soit être des univers stériles, et la barrière de probabilité de pénétration devrait être étonnamment faible.

Une autre possibilité, peut-être plus facilement réalisable, serait de simplement adopter le modèle cyclique de Steinhardt & Turok, (2002), un point qui a été noté indépendamment par Carlip (2007). Dans le modèle cyclique, la phase actuelle de Sitter se termine par un réchauffement et la formation d'un nouveau cycle de big bang après seulement une période limitée, disons un trillion d'années. Ca donne un volume fini de volumes-quatre pour le futur de notre pièce de volume de Sitter en mouvement (contenant par exemple un milliard de galaxies) et étant donné la probabilité exponentiellement faible de trouver une BB dans cette région finie, on ne s'attendrait pas en moyenne à ce qu'une BB apparaisse. Le problème de la BB est donc résolu. Le fait que je ne sois pas une BB est-il une preuve en faveur du modèle de Steinhardt & Turok ? Il peut aussi y avoir une lente variation des constantes fondamentales (Carlip [2007]), ou une lente chute de V(φ) en descendant une colline jusqu'à zéro, mettant fin à l'expansion de Sitter.

Une autre solution possible au problème de la BB (discuté par Linde [2007]) serait de noter que de nouveaux univers de bulles se forment en permanence dans une mer qui se gonfle. Si vous coupez l'espace-temps le long d'une hypersurface de temps propre fixe, vous trouverez exponentiellement plus de jeunes univers de bulles (à l'époque actuelle) remplis d'observateurs ordinaires, que de vieux univers déjà en phase de Sitter remplis de BB. Étant donné que l’échelle de temps inflationniste est si courte, d'ordre 10-34 sec, les univers qui sont plus jeunes d'un temps Δt, sont plus fréquents d'un facteur d'exp(3Δt/10-34 sec) que les plus anciens Puisque 10-34 sec << ro, les nombreux nouvellement formés observateurs ordinaires dominent sur les quelques BB à l'époque actuelle et le problème des BB serait résolu, car dans l'inflation éternelle chaque époque est identique. Avec cette solution, comme l'explique Linde (2002), se pose le problème de la jeunesse. En d'autres termes, je devrais me retrouver très tôt dans mon univers. Il est probable que je sois le premier membre de mon espèce intelligente qui devrait elle-même se former très tôt dans l'histoire de son univers, puisque les univers dans lesquels les espèces intelligentes se forment pour la première fois devraient être largement plus nombreuses que les plus anciennes, où les espèces intelligentes sont plus nombreuses (3t/10-34 sec) déjà formé à un moment donné Δt dans le passé. Je me retrouve formé quelque 200 000 ans après la formation de mon espèce et quelque 13,7 milliards d'années après le big bang – donc la formulation doit être incorrecte. Linde soutient qu'au lieu de compter les probabilités, il faudrait compter les flux de probabilité, mais il n'est pas certain que cela résoudra le problème du BB.

Les mesures reposant sur une seule tranche de temps dans le multivers ont été critiquées par Aguirre, Gratton & Johnson (2006) au motif que les résultats dépendent de la tranche de temps. Si l'on prend des tranches de temps constantes et appropriées, au bout d'un certain temps, on arrive à une solution unique et stationnaire. Au contraire, si l'on utilise des tranches de temps d'expansion Hubble constantes, après un certain temps, on obtient une autre solution stationnaire différente avec des probabilités relatives différentes pour la formation de différents types d'univers de poche. Vilenkin propose plutôt de comparer la vitesse à laquelle l'équilibre des fluctuations de Sitter se produisent multipliées par le nombre d'observateurs formés par le processus non-équilibré. Il compare d'abord le taux par unité de volumes-quatre dans l'espace de Sitter avec lequel les BBs sont produits, par rapport au taux par unité de volumes-quatre avec lequel les nouveaux univers qui se gonflent sont formés. Borde et Vilenkin ont constaté que des bulles de densité supérieure à celle de la densité des émetteurs peut se former en creusant des tunnels si leurs rayons initiaux sont plus grands que ceux du ro. Une telle bulle a une densité de vide plus élevée à l'intérieur et une pression plus négative à l'intérieur qu'à l'extérieur, et en conséquence, commence à s'effondrer, mais si son rayon initial est supérieur à ro, même si le mur de la bulle s’effondrant s'approche de la vitesse de la lumière, le mur n'est pas en mesure de compléter l'effondrement parce que l'espace extérieur s'étend si vite, la bulle qui s'effondre atteint une asymptotiquement fixe, se déplace en même temps dans l'espace extérieur et s'agrandit à l'infini. Depuis chaque bulle gonflable de ce type créera une nouvelle région d'inflation - une nouvelle mer gonflée qui s'étendra indéfiniment ; elle créera un nombre infini de poches ordinaires des univers40 comme le nôtre, et un nombre infini d'observateurs intelligents ordinaires. Aguirre, Gratton, & Johnson (2006) ont noté qu'un autre processus de formation d'une région de gonflement est un tunnel quantique à géométrie Schwarzschild-de Sitter avec une zone de gonflage sur l'autre côté d'un pont Einstein-Rosen (la géométrie discutée par Farhi, Guven, & Guth [1987] pour avoir créé un univers en laboratoire). La probabilité de formation de ce vortex est exponentiellement faible, mais la région de gonflement peut s'étendre à l'infini et donner naissance à un nombre infini d'univers de poche ainsi qu'à un nombre infini d'observateurs ordinaires. La probabilité de formation d'un BB dans l'espace de Sitter est exponentiellement faible, et la probabilité de la formation d'une nouvelle région inflationniste (à la grande densité unifiée) est également exponentiellement petite, mais la région inflationniste produit un nombre infini d'observateurs ordinaires par des processus de non-équilibre ultérieurs et donc le nombre d'observateurs ordinaires dépasse le nombre de BB par un facteur infini. Il est donc probable que je sois un observateur ordinaire.

[…]

TEST DE TURING

Sommes-nous en train de violer le test de Turing ? Turing a proposé que si l'on avait une conversation avec une entité [en tapant des questions], on doit considérer cette entité comme un observateur si l'on ne pouvait pas le distinguer d'un être humain. Il s'agit d'un test de comportement externe. Si l'ordinateur HAL en 2001 pouvait, par des interrogatoires répétés, se révéler indiscernable d'un être humain, Turing dirait que HAL doit être considéré comme un être soumis aux mêmes protections et aux mêmes droits qu'un être humain. Notre l'observateur peut avoir une conversation prolongée avec le BB qu'il voit, lui posant, disons, 20 questions auxquelles il répondrait de manière appropriée, comme le ferait un être humain. Il y a une infime chance de trouver cela (Les réponses à ses questions, enregistrées sur son ordinateur, sont indépendantes de l'observateur et donc réelles). Mais que se passe-t-il s'il pose une 21e question ?

Selon la théorie des BB, la plupart des BB ne durent qu'un instant, avant de disparaître. Elles ont une durée de vie très courte. Il est exponentiellement rare d'en trouver une qui puisse répondre à 20 questions d'affilée comme le ferait un humain, sans disparaître ou produire des réponses absurdes. Il s'agit par définition d'un BB très spécial à longue durée de vie. C’est inhabituel parmi les BB. Il faut être très chanceux (ou l’équivalent, attendre très longtemps) d'en voir un. Mais les BB qui répondront à 21 questions d'affilée sont encore plus rares que celles qui peuvent répondre à 20 questions d'affilée. Ou plus précisément, il est exponentiellement plus rare d'obtenir 21 questions d'affilée correctes d'un bain thermal que d'avoir à répondre correctement à 20 questions d'affilée. Ainsi, selon le principe copernicien, si vous avez la chance de voir un BB répondre à 20 questions d'affilée de manière satisfaisante, il est fort probable que vous verrez le BB ne pas répondre à la prochaine question (la 21e) avec succès. Quel que soit le nombre de questions auxquelles vous répondez avec succès, il est probable que le BB que vous voyez ne parvienne pas à répondre à la prochaine question avec succès (soit en disparaissant, soit en répondant de manière absurde). Le BB que vous voyez ne réussit pas le test de Turing, un test qui vous permet de continuer à poser des questions.

En effet, c'est ainsi que je sais que je ne suis pas un BB. On pourrait dire que si les BB sont plus nombreux que les observateurs ordinaires par un facteur infini, je devrais probablement être un BB. En fait, on pourrait même dire que je suis dans ce cas, en fait un BB. En d'autres termes, dans ce tableau, toutes les perceptions et les souvenirs que j'ai accumulés jusqu'à présent, auraient dû être exactement accumulés par un nombre infini de BB dans un volume en co-mouvement de notre univers à l'avenir. Ensuite, on pourrait dire que pour chaque moi ordinaire, il y a un nombre infini de BB qui ont exactement les mêmes processus mentaux, souvenirs et expériences que ceux que j'ai eus jusqu'à ce moment. Par conséquent, si je ne suis pas spécial, je devrais être l'un de ces innombrables BB.

Alors comment puis-je savoir que ce n'est pas vrai ? Comment puis-je savoir que je suis un observateur ordinaire, plutôt qu'un simple BB avec les mêmes expériences jusqu'à présent ? Je vais attendre 10 secondes et voir si je suis toujours là. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 …. Oui, je suis toujours là. Si j'étais un BB aléatoire avec toutes les perceptions que j'ai eues jusqu'au point de dire "Je vais attendre 10 secondes et voir si je suis toujours là", ce que le principe copernicien exigerait - comme je ne devrais pas être spécial parmi ces BB - alors je ne répondrais pas à la prochaine question ou ne durerais pas ces 10 secondes supplémentaires. Les BB ne passent pas le test de Turing pour les observateurs intelligents, donc si j'en vois un, je ne dois pas le considérer comme un observateur intelligent.

RÉSUMÉ

Le rayonnement thermique de Gibbons & Hawking vu par les observateurs géodésiques de l’espace de Sitter, et dont les BB sont censés surgir occasionnellement, dépend de l'observateur. Deux observateurs géodésiques qui croisent leur chemin présentant une différence de vitesse relative verront des photons Gibbons & Hawking différents. Chacun verra une répartition des photons au repos en ce qui les concerne eux-mêmes. Ils ont des horizons d'événements différents (dépendants de l'observateur) et voient des photons différents Si l'un voyait un BB thermique, l'autre ne serait pas censé l'observer aussi bien. On peut dire que les seules choses qui soient réelles sont les photons réellement détectés par les vrais observateurs. Si un observateur prend une photo d'un BB, ce qui se produirait occasionnellement, l'image serait réelle et les photons que l'appareil photo extrairait du vide quantique seraient réels - et indépendants des observateurs - mais pas le BB lui-même. Ce n'est pas parce que vous voyez un BB dans l'espace de Sitter, qu'il pense à la rencontre. Le BB ne compte pas comme un observateur intelligent et ne passe pas le test de Turing. Il se distingue d'un humain car même s'il répond avec succès à 20 questions d'affilée, il ne répondra probablement pas à la question suivante. De véritables BB indépendants de l'observateur peuvent être créés par des événements de tunneling dans l'espace de Sitter. Ces événements modifient la géométrie de l'espace-temps et sont indépendants de l'observateur. La vitesse à laquelle de nouveaux BB indépendants des observateurs sont ajoutés à l'univers par rapport aux observateurs intelligents ordinaires peut être estimée en comparant le taux de tunnelage (exponentiellement faible) pour la création d'une seule BB au taux de tunnelage (exponentiellement faible) pour un état inflationniste multiplié par le nombre d'observateurs ordinaires ainsi créés. En cas d'inflation chaotique, le seul événement de tunneling vers un état inflationniste conduit à un nombre infini d'observateurs ordinaires (et aucun nouvel observateur indépendant BB) sans autre événement de tunneling. Ainsi, le nombre d'observateurs ordinaires ajouté par ce seul événement de tunnellisation est infini. Ainsi, le nombre d'observateurs ordinaires dépasse le nombre de BB indépendants des observateurs qui sont ajoutés par le tunnelage.

Par conséquent, le modèle cosmologique standard dominé par l'énergie noire, qui a un avenir de Sitter, n'est pas incompatible avec le principe copernicien et le fait que je sois un observateur ordinaire. Je pourrais être un BB mais je ne pourrais pas être un BB thermique de Sitter, et il est (infiniment) peu probable que je sois un BB indépendant de l'observateur formé par un tunnel plutôt qu'un observateur ordinaire. Même ces observateurs indépendants échouent au test de Turing, on pourrait donc dire qu'en tant qu'observateur intelligent, je ne pourrais pas être l'un d'eux non plus. Donc, avec mes excuses à Gelett Burgess (1895), qui a écrit un poème similaire sur une Vache Pourpre, je pourrais résumer la situation comme suit :

Je n'ai jamais vu un cerveau Boltzmann

Je n'espère jamais en voir un,

Mais je peux vous le dire quand même,

Je préfère voir plutôt qu'en être un.

[1] Les BB sont des objets complexes ressemblant au cerveau humain, formés non pas biologiquement mais par une fluctuation statistique aléatoire de l'organisation de particules de matière. [2] Le volume réel d'une région dans un univers en expansion augmente avec le temps. Un volume en mouvement conjoint, se réfère à un volume relatif d'une région (par rapport à d'autres régions, par exemple). [3] En raison de l'expansion de l'univers, la lumière provenant de points situés au-delà d'une certaine distance ne peut pas atteindre un observateur. Ces points sont les points qui se déplacent à la vitesse de la lumière et qui forment l'horizon des événements cosmologiques pour cet observateur. Le rayonnement thermique Gibbons & Hawking est l'énergie rayonnant de l'horizon des événements cosmologiques, analogue à celle du l'horizon des trous noirs [4] En mécanique, le travail effectué par une force est défini comme le produit de la force et de la distance sur laquelle elle agit. Pour un gaz dans un conteneur expansible, ce travail devient la pression du gaz "P" multipliée par le changement de volume "dV". [5] L'univers fermé en expansion avec une courbure positive. [6] Le système de coordonnées utilisé pour les calculs du trou noir le plus simple, découvert pour la première fois par Schwarzschild [7] Une géodésique est le chemin de moindre résistance - comme celui d'une rivière à travers une montagne. L'observateur géodésique est un observateur se déplaçant le long d'une géodésique [8] Il est possible qu'un système puisse pénétrer dans une région en raison d'effets de mécanique quantique, ce qui serait interdit dans les systèmes classiques de mécanique.