The cosmological constant problem is one of the most profound issues on the cosmic fine-tuning problem. The insights from inflation theory and string landscape produces the picture of multiverse on which anthropic reasonings should be involved. In the context of the cosmic multiverse, the cosmological constant problem turns out to be a statistical inference, which is equivalent to survey the probabilistic viability of the observed value. A concrete framework of the statistical inference includes two main parts: the prior probability of a certain type of universe and the anthropic probability of occurrence of a certain type of observer.
The prior probability is to measure the occupation of a universe with observable data, primarily the cosmological constant, among the multiverse. The estimation of the prior probability is ambiguous and it is called ‘measure problem’ of inflationary multiverse. Among proposals trying to resolve the measure problem, the holographic measure which is based on the black hole complementarity looks attractive. It makes a proper description to be constrained only in the causal horizon of an observer from the complementarity so that it makes the measure problem and Boltzmann brain problem not too heavy. However, since the black hole complementarity gets in trouble with regular black holes or dynamical charged black holes, it is claimed that the holographic measure may not work in the multiverse.
The anthropic probability is to measure the distribution of anthropic observers like us. In the context of astrophysics, the anthropic observer is specified as the condensation of gravitational fluctuations into proper scales and so its probability is quantified with the Press-Schecter formalism by adding formation time conditions and local structures. It is well known that the anthropic probability is dominant within a few hundred in the observed value of the cosmological constant but it is shown that by our method the production of the anthropic observer tends to favor larger values within the range.
The multiverse must be beyond our ability of observation and the structure of the fundamental theory which evokes the multiverse by simple inflation is still beyond our understanding. However, the greatest merit of anthropic reasoning is that when we arrive at correct quantifications of anthropic probability which is easier to be attained than the prior, it could open the way to proper understanding on the prior and the structure of fundamental theory.
우주 상수 문제는 우주에 나타난 미세 조정에 대한 이슈들 가운데서 가장 심오한 것이다. 인플레이션 이론과 초끈 이론의 지형으로부터 갖게 되는 통찰력은 인본적인 사유과정이 개입되는 다중 우주의 구조를 도출하게 된다. 다중우주의 맥락에서 보면 우주 상수 문제는 통계적 추론 문제로 귀결되어, 결국 관측된 값의 확률적 가능성을 조사하는 것과 같다. 통계적인 추론의 구조는 두 가지 부분으로 되어 있다. 즉, 특정한 형태의 우주에 대한 선험적 확률과 특정한 형태의 관찰자에 대한 인본적 확률이다.
선험적 확률은 다중 우주 가운데서 관찰 가능한 데이터, 즉 우주 상수를 갖는 우주들의 비율에 대한 측도를 마련하는 것이다. 하지만 선험적 확률을 계산하는 것은 모호해지게 되는데, 우리는 이것을 인플레이션이 일어나는 다중 우주 상의 `측도 문제`라고 부른다. 측도 문제를 해결하기 위한 많은 제안들 가운데, 블랙홀 상보성을 기반으로 하는 홀로그래피 측도는 적합해 보이는데, 이것은 상보성으로부터 우리의 논의를 일반적인 관찰자의 인과적 사상 지평안으로 제한함으로써 측도 문제와 볼츠만 뇌 문제를 다소 다루기 용이하게 만든다. 그러나 우리는 블랙홀 상보성이 특이하지 않은 블랙홀이나 전하를 가진 블랙홀의 역학과 충돌함을 보임으로써 홀로그래픽 측도가 다중 우주 안에서 제대로 동작하지 않음을 주장한다.
인본적 확률은 우리와 같은 인본적 관찰자의 분포를 측량하는 것이다. 천체물리학의 관점에서 인본적 관찰자는 중력적 요동이 적당한 스케일로 뭉친 것으로 특정화되기 때문에 이 확률은 형성되는 시간과 국소적 구조에 대한 조건을 더하여 프레스 섹터 이론으로 정량화할 수 있다. 관측되는 우주 상수 값의 수백배 정도 내에서 인본적 확률이 주로 분포하고 있다는 것은 알려져 있다. 그러나 우리의 방법에 따르면 인본적 관찰자의 발생은 그 안에서 큰 값으로 편향되어 나타나게 된다.
다중 우주는 분명 우리의 관찰 능력 밖에 있는 것이며, 단순한 인플레이션으로 다중 우주를 발생시키는 근본 이론의 구조도 또한 여전히 우리의 이해 밖에 있는 것이다. 그러나 인본적 사유과정의 가장 큰 이점은 선험적 확률보다 도달하기 비교적 쉬운 인본 확률을 올바르게 정량화할 수 있다면 그것은 근본 이론의 구조와 선험적 확률에 대한 적합한 이해로 나아가는 길을 열어 줄 수 있다는 것이다.
