Andrei Dmitriyevich Linde ( en ruso : Андре́й Дми́триевич Ли́нде ; nacido el 2 de marzo de 1948) es un físico teórico ruso-estadounidense y profesor de Física Harald Trap Friis en la Universidad de Stanford .
Linde es uno de los principales autores de la teoría del universo inflacionario , así como de la teoría de la inflación eterna y del multiverso inflacionario . Recibió su licenciatura en Ciencias de la Universidad Estatal de Moscú . En 1975, Linde recibió un doctorado del Instituto de Física Lebedev de Moscú . Trabajó en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) desde 1989 y se mudó a los Estados Unidos en 1990, donde se convirtió en profesor de física en la Universidad de Stanford . Entre los diversos premios que ha recibido por su trabajo sobre la inflación , en 2002 fue galardonado con la Medalla Dirac , junto con Alan Guth del MIT y Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton . En 2004 recibió, junto con Alan Guth, el Premio Gruber en Cosmología por el desarrollo de la cosmología inflacionaria . En 2012, junto con Alan Guth, fue galardonado inaugural con el Premio Breakthrough en Física Fundamental . En 2014 recibió el Premio Kavli de Astrofísica "por ser pionero en la teoría de la inflación cósmica", junto con Alan Guth y Alexei Starobinsky . En 2018 recibió el Premio Gamow.
Entre 1972 y 1976, David Kirzhnits y Andrei Linde desarrollaron una teoría de las transiciones de fase cosmológicas . Según esta teoría, no había mucha diferencia entre las interacciones débiles , fuertes y electromagnéticas en el universo primitivo . Estas interacciones se diferenciaron entre sí solo gradualmente, después de las transiciones de fase cosmológicas que ocurrieron cuando la temperatura en el universo en expansión se volvió lo suficientemente pequeña. En 1974, Linde descubrió que la densidad de energía de los campos escalares que rompen la simetría entre diferentes interacciones puede desempeñar el papel de la densidad de energía del vacío (la constante cosmológica ) en las ecuaciones de Einstein . Entre 1976 y 1978, Linde demostró que la liberación de esta energía durante las transiciones de fase cosmológicas puede ser suficiente para calentar el universo.
Estas observaciones se convirtieron en los principales ingredientes de la primera versión de la teoría del universo inflacionario propuesta por Alan Guth en 1980. Esta teoría, ahora llamada la " vieja teoría de la inflación ", [ cita requerida ] se basaba en el supuesto de que el universo inicialmente era caliente. Luego experimentó las transiciones de fase cosmológicas y quedó temporalmente atrapado en un estado de vacío metaestable superenfriado (un falso vacío ). El universo luego se expandió exponencialmente - "infló" - hasta que el falso vacío decayó y el universo se volvió caliente nuevamente. Esta idea atrajo mucha atención porque podría proporcionar una solución única a muchos problemas difíciles de la teoría estándar del Big Bang . En particular, podría explicar por qué el universo es tan grande y tan uniforme . Sin embargo, como Guth se dio cuenta inmediatamente, este escenario no funcionó como se esperaba: la descomposición del falso vacío haría que el universo fuera extremadamente heterogéneo .
En 1981, durante un seminario de Stephen Hawking sobre la gravedad cuántica, Linde desarrolló otra versión de la teoría inflacionaria a la que llamó " nueva inflación ". [ cita requerida ] Demostró que el problema de las burbujas que no se unen (ver página 138 de Breve historia del tiempo , capítulo 8) podría resolverse si hubiera una burbuja que contuviera nuestra región del universo en ella. También dijo que la transición de fase debe haber tenido lugar lentamente dentro de la burbuja. Esta teoría resolvió los problemas del modelo original propuesto por Guth, al tiempo que conservaba la mayoría de sus características atractivas. Unos meses más tarde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt propusieron un escenario similar que hacía referencia al artículo de Linde. Poco después, se comprendió que el nuevo escenario inflacionario también adolecía de algunos problemas. La mayoría de ellos surgieron debido a la suposición estándar de que el universo primitivo inicialmente era muy caliente y que la inflación se produjo durante las transiciones de fase cosmológicas.
En 1983, Linde abandonó algunos de los principios clave de la inflación antigua y nueva y propuso una teoría inflacionaria más general, la inflación caótica . La inflación caótica se da en una clase mucho más amplia de teorías, sin necesidad de la suposición de equilibrio térmico inicial . Los principios básicos de este escenario se incorporaron en la mayoría de las versiones realistas de la teoría inflacionaria existentes en la actualidad. La inflación caótica cambió la forma en que pensamos sobre el comienzo de la inflación. Más tarde, Linde también propuso una posible modificación de la forma en que la inflación puede terminar, al desarrollar el escenario de inflación híbrida . En ese modelo, la inflación termina debido a la inestabilidad de "cascada" [ aclaración necesaria ] .
Según la teoría inflacionaria, todas las partículas elementales del universo surgieron después del fin de la inflación, en un proceso llamado recalentamiento . La primera versión de la teoría del recalentamiento, que es esencialmente la teoría de la creación de materia en el universo, fue desarrollada en 1982 por Alexander Dolgov y Linde, y también por LF Abbott, Edward Farhi y Mark B. Wise . En 1994, esta teoría fue revisada por LA Kofman, Linde y Alexei Starobinsky . Han demostrado que el proceso de creación de materia después de la inflación puede ser mucho más eficiente debido al efecto de la resonancia paramétrica . [ aclaración necesaria ]
Quizás la predicción de mayor alcance hecha por Linde estaba relacionada con lo que ahora se llama la teoría del multiverso inflacionario , o teoría del paisaje de cuerdas . En 1982-1983, Steinhardt, Linde y Alexander Vilenkin se dieron cuenta de que la expansión exponencial en el nuevo escenario de inflación, una vez que comienza, continúa sin fin en algunas partes del universo. Sobre la base de este escenario, Linde propuso un modelo de un universo inflacionario autorreproductor que consta de diferentes partes. Estas partes son exponencialmente grandes y uniformes, debido a la inflación. Por lo tanto, para todos los efectos prácticos, cada una de estas partes parece un miniuniverso separado, o universo de bolsillo, independiente de lo que sucede en otras partes del universo.
Los habitantes de cada una de estas partes podrían pensar que el universo en todas partes parece igual, y que las masas de las partículas elementales, así como las leyes de sus interacciones, deben ser las mismas en todo el mundo. Sin embargo, en el contexto de la cosmología inflacionaria, diferentes universos de bolsillo pueden tener diferentes leyes de física de baja energía operando en cada uno de ellos. Así, nuestro mundo, en lugar de ser un único globo en expansión esféricamente simétrico, se convierte en un enorme fractal , un multiverso inflacionario que consiste en muchos universos de bolsillo diferentes con diferentes propiedades. Esto proporcionó una interpretación científica simple del principio antrópico cosmológico : nuestro mundo puede constar de diferentes partes, pero podemos vivir solo en aquellas partes del multiverso que puedan soportar la vida tal como la conocemos.
Estas ideas no atrajeron mucha atención en ese momento, en parte porque el principio antrópico era muy impopular, en parte porque el nuevo escenario inflacionario no funcionó del todo y fue reemplazado por el escenario de inflación caótica. Sin embargo, en 1986 Linde descubrió que en muchas versiones del escenario de inflación caótica, el proceso de expansión exponencial del universo también continúa para siempre en algunas partes del universo. Linde llamó a este proceso inflación eterna . Las fluctuaciones cuánticas producidas durante la inflación caótica eterna son tan grandes que pueden empujar fácilmente diferentes partes del universo de un estado de vacío a otro, e incluso cambiar la dimensionalidad efectiva del espacio-tiempo . Esto proporcionó una realización muy poderosa de la teoría del multiverso.
Linde y su colega de Stanford Vitaly Vanchurin calcularon que el número de todos los universos posibles sería de aproximadamente 10^10^16 si no consideramos el hecho de que los humanos, como observadores, tenemos una capacidad limitada para distinguir más universos. Si se tiene en cuenta esto, podría haber hasta 10^10^10^7 universos. Al analizar el mecanismo de inflación de rotación lenta que generó inicialmente las fluctuaciones cuánticas , los científicos pudieron estimar que el número de universos resultantes sería de 10^10^10^7. [1]
Un avance significativo en esta área se obtuvo cuando la teoría del multiverso inflacionario se implementó en el contexto de la teoría de cuerdas . En 2000, Raphael Bousso y Joseph Polchinski propusieron usar el régimen de inflación eterna y transiciones entre muchos vacíos diferentes en la teoría de cuerdas para resolver el problema de la constante cosmológica . En ese momento, en realidad no se conocía ningún vacío estable o metaestable de la teoría de cuerdas. Un posible mecanismo de estabilización del vacío de la teoría de cuerdas fue propuesto en 2003 por Shamit Kachru , Renata Kallosh , Linde y Sandip Trivedi , quienes también encontraron que todos estos vacíos que describen el universo en expansión son metaestables, es decir, deben eventualmente decaer (ver mecanismo KKLT ). [2] Luego, Michael R. Douglas y sus colaboradores [ aclaración necesaria ] estimaron que el número total de diferentes vacíos de cuerdas puede ser tan grande como 10 500 , o incluso más, [ vago ] y Leonard Susskind desarrolló el escenario del paisaje de la teoría de cuerdas basado en la investigación de las transiciones de fase cosmológicas entre diferentes vacíos de la teoría de cuerdas.
Uno de los principales retos de esta teoría es hallar la probabilidad de vida en cada una de estas diferentes partes del universo. Sin embargo, una vez que se invoca la teoría de cuerdas, es extremadamente difícil volver a la imagen previa de un único universo. Para ello, habría que demostrar que sólo uno de los muchos vacíos de la teoría de cuerdas es realmente posible, y proponer una solución alternativa a los muchos problemas que pueden resolverse utilizando el principio cosmológico antrópico en el contexto de la teoría del multiverso inflacionario. [3] [4]
Linde continúa su trabajo sobre la teoría del multiverso inflacionario. En particular, Renata Kallosh y Andrei Linde, junto con sus colaboradores, desarrollaron una teoría de atractores cosmológicos. Se trata de una amplia clase de versiones de la cosmología inflacionaria que se ajustan mejor a los últimos datos observacionales. [5]
En julio de 2012, Linde fue galardonado con el Premio Breakthrough en Física Fundamental , creación del físico y empresario de Internet Yuri Milner . En 2014, fue co-ganador, junto con Alan Guth y Alexei Starobinsky , del Premio Kavli otorgado por la Academia Noruega de Ciencias y Letras . [6]
Linde es miembro de la Academia Nacional de Ciencias y de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias .
Linde está casado con Renata Kallosh . Tienen dos hijos. [7]
Sus padres fueron los físicos soviéticos Irina Rakobolskaya y Dmitry Linde .
En febrero-marzo de 2022, firmó una carta abierta de científicos rusos condenando la invasión rusa de Ucrania en 2022 [ 8] y otra carta abierta de los galardonados con el Premio Breakthrough con el mismo mensaje. [9]
