WikiDer > Конформная циклическая космология

Conformal cyclic cosmology

Конформная циклическая космология (CCC) это космологическая модель в рамках общая теория относительности, выдвинутый физиком-теоретиком Роджер Пенроуз.[1][2][3]В CCC вселенная проходит бесконечные циклы с будущим подобная времени бесконечность[требуется разъяснение] каждой предыдущей итерации, идентифицируемой с Большой взрыв особенность следующего.[4] Пенроуз популяризировал эту теорию в своей книге 2010 года. Циклы времени: необычайно новый взгляд на Вселенную.

Базовая конструкция

Основная конструкция Пенроуза[2] соединить счетный последовательность открытых Метрика Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера. (FLRW) пространство-время, каждое из которых представляет собой Большой взрыв за которым следует бесконечное будущее расширение. Пенроуз заметил, что прошлое конформная граница одной копии пространства-времени FLRW может быть "прикреплено" к будущей конформной границе другого после соответствующего конформное изменение масштаба. В частности, каждая отдельная метрика FLRW умножается на квадрат конформного множителя который приближается к нулю в подобная времени бесконечность, эффективно «сплющивая» будущую конформную границу до конформно регулярной гиперповерхность (который космический если есть положительный космологическая постоянная, как сейчас считается). Результатом является новое решение уравнений Эйнштейна, которое Пенроуз использует для представления всей вселенной и которое состоит из последовательности секторов, которые Пенроуз называет «эонами».

Гипотеза конформной циклической космологии требует, чтобы все массивные частицы в конечном итоге исчезли из существования, включая те, которые стали слишком далеко от всех других частиц, чтобы аннигилировать с ними. Как отмечает Пенроуз, распад протона возможность, рассматриваемая в различных умозрительных расширениях Стандартная модель, но этого никогда не наблюдалось. Более того, все электроны должны также распадаться или терять свой заряд и / или массу, и никакие общепринятые предположения не допускают этого.[2]

Физические последствия

Важной особенностью этой конструкции для физики элементарных частиц является то, что, поскольку бозоны подчиняться законам конформно инвариантная квантовая теория, они будут вести себя в масштабированных эонах так же, как и в их прежних FLRW аналогах (классически это соответствует структурам светового конуса, сохраняющимся при конформном изменении масштаба). Для таких частиц граница между эонами - это вовсе не граница, а просто пространственноподобная поверхность, которую можно пересечь, как и любую другую. Фермионы, с другой стороны, остаются ограниченными определенным эоном, таким образом обеспечивая удобное решение парадокс информации о черной дыре; согласно Пенроузу, фермионы должны необратимо превращаться в излучение во время испарения черной дыры, чтобы сохранить гладкость границы между эонами.

Свойства кривизны космологии Пенроуза также удобны для других аспектов космологии. Во-первых, граница между эонами удовлетворяет Гипотеза кривизны Вейля, тем самым обеспечивая определенный вид низкоэнтропийного прошлого, как того требует статистическая механика и наблюдения. Во-вторых, Пенроуз подсчитал, что определенное количество гравитационного излучения должно сохраняться через границу между эонами. Пенроуз предполагает, что этого дополнительного гравитационного излучения может быть достаточно, чтобы объяснить наблюдаемое космическое ускорение без обращения к темная энергия поле материи.

Эмпирические тесты

В 2010 году Пенроуз и Ваге Гурзадян опубликовал препринт статьи, утверждающей, что наблюдения космический микроволновый фон (CMB) сделанный СВЧ-датчик анизотропии Wilkinson (WMAP) и BOOMERanG эксперимент содержал избыток концентрических кругов по сравнению с моделированием на основе стандартной Лямбда-CDM модель космологии, цитируя 6-сигмальную значимость результата.[5] Однако статистическая значимость заявленного обнаружения с тех пор оспаривается. Три группы независимо попытались воспроизвести эти результаты, но обнаружили, что обнаружение концентрических аномалий не было статистически значимым, поскольку в данных не было больше концентрических кругов, чем при моделировании Lambda-CDM.[6][7][8][9]

Причина разногласий была связана с вопросом о том, как построить симуляции, которые используются для определения значимости: три независимых попытки повторить анализ все использовали симуляции, основанные на стандартной модели Lambda-CDM, в то время как Пенроуз и Гурзадян использовали недокументированный нестандартный подход.[10]

В 2013 году Гурзадян и Пенроуз опубликовали дальнейшее развитие своей работы, представив новый метод, который они назвали «процедурой поворота неба» (не основанный на моделировании), в котором данные WMAP анализируются напрямую;[3] в 2015 году они опубликовали результаты анализа данных Planck, подтверждающие данные WMAP, включая неоднородное распределение этих структур в небе.[11]

В статье, опубликованной 6 августа 2018 г., Даниэль Ан, Кшиштоф Антони Мейснер, Павел Нуровски и Пенроуз представили продолжающийся анализ данных реликтового излучения, поскольку им казалось, что «… аномальные точки вносят важный новый вклад в космологию, независимо от достоверности CCC». Они также предположили, что эти аномалии могли быть "Хокинг точки ", остаточные сигналы от"Испарение Хокинга сверхмассивных черных дыр в эоне до нашего ». В первоначальной версии их статьи утверждалось, что B-режим местоположение найдено BICEP2 команда находилась в одной из этих точек Хокинга; эта претензия была удалена в более позднем обновлении.[12] Анализ 2020 года утверждал, что аномалии не были статистически значимыми.[13] Однако в еще одной статье 2020 года группы Пенроуза приводятся доводы в пользу дополнительных доказательств аномалий реликтового излучения, которые можно объяснить точками Хокинга, а не «текущей традиционной инфляционной картиной».[14]

CCC и парадокс Ферми

В 2015 году Гурзадян и Пенроуз также обсудили Парадокс Ферми, очевидное противоречие между отсутствием доказательств, но высокой вероятностью оценок существования внеземных цивилизаций. В рамках конформной циклической космологии космический микроволновый фон обеспечивает возможность передачи информации от одного эона к другому, в том числе интеллектуальных сигналов внутри информационная панспермия концепция.[11]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Палмер, Джейсон (27 ноября 2010 г.). «В космосе могут быть отголоски событий до Большого взрыва». Новости BBC. Получено 2010-11-27.
  2. ^ а б c Роджер Пенроуз (2006). «До Большого взрыва: возмутительная новая перспектива и ее значение для физики элементарных частиц» (PDF). Протоколы EPAC 2006, Эдинбург, Шотландия: 2759–2762.
  3. ^ а б Гурзадян В.Г .; Пенроуз, Р. (2013). «О концентрических кругах с низкой дисперсией в небе CMB, предсказанных CCC». Евро. Phys. J. Plus. 128 (2): 22. arXiv:1302.5162. Bibcode:2013EPJP..128 ... 22G. Дои:10.1140 / epjp / i2013-13022-4. S2CID 55249027.
  4. ^ Картлидж, Эдвин (19 ноября 2010 г.). «Пенроуз утверждает, что видел вселенную до Большого взрыва». Physicsworld.com. Получено 2010-11-27.
  5. ^ Гурзадян В.Г .; Пенроуз Р. (16 ноября 2010 г.). «Концентрические круги в данных WMAP могут свидетельствовать о насильственных действиях до Большого взрыва». arXiv:1011.3706 [astro-ph.CO].
  6. ^ Wehus IK; Эриксен ХК (07.12.2010). «Поиск концентрических кругов на 7-летних температурных картах неба WMAP». Астрофизический журнал. 733 (2): L29. arXiv:1012.1268. Bibcode:2011ApJ ... 733L..29W. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 733/2 / L29.
  7. ^ Мох А; Скотт Д; Зибин Ю.П. (07.12.2010). «Нет свидетельств аномально низкой дисперсии кругов на небе». Журнал космологии и физики астрономических частиц. 2011 (4): 033. arXiv:1012.1305. Bibcode:2011JCAP ... 04..033M. Дои:10.1088/1475-7516/2011/04/033. S2CID 118433733.
  8. ^ Хаджян А. (08.12.2010). «Есть ли отголоски Вселенной до Большого Взрыва? Поиск кругов с низкой дисперсией в реликтовом небе». Астрофизический журнал. 740 (2): 52. arXiv:1012.1656. Bibcode:2011ApJ ... 740 ... 52H. Дои:10.1088 / 0004-637X / 740/2/52. S2CID 118515562.
  9. ^ DeAbreu, A .; и другие. (2015). «Поиск концентрических кругов с малой дисперсией на космическом микроволновом фоне». Журнал космологии и физики астрономических частиц. 2015 (12): 031. arXiv:1508.05158. Bibcode:2015JCAP ... 12..031D. Дои:10.1088/1475-7516/2015/12/031. S2CID 119205759.
  10. ^ Гурзадян В.Г .; Пенроуз Р. (07.12.2010). «Подробнее о кругах с низкой дисперсией в небе CMB». arXiv:1012.1486 [astro-ph.CO].
  11. ^ а б Гурзадян, В.Г .; Пенроуз, Р. (2016). «CCC и парадокс Ферми». Евро. Phys. J. Plus. 131: 11. arXiv:1512.00554. Bibcode:2016EPJP..131 ... 11G. Дои:10.1140 / epjp / i2016-16011-1. S2CID 73537479.
  12. ^ Гурзадян, В.Г .; Пенроуз, Р. (2018). «Очевидное свидетельство точек Хокинга в реликтовом небе». arXiv:1808.01740 [astro-ph.CO].
  13. ^ Jow, Dylan L .; Скотт, Дуглас (2020-03-09). «Переоценка свидетельств точек Хокинга в реликтового излучения». Журнал космологии и физики астрономических частиц. 2020 (3): 021. arXiv:1909.09672. Bibcode:2020JCAP ... 03..021J. Дои:10.1088/1475-7516/2020/03/021. ISSN 1475-7516. S2CID 202719103.
  14. ^ Ан, Даниэль; Meissner, Krzysztof A .; Nurowski, Paweł; Пенроуз, Роджер (июль 2020 г.). "Очевидное свидетельство точек Хокинга в реликтовом небе". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 495 (3): 3403–3408. arXiv:1808.01740. Bibcode:2020МНРАС.495.3403А. Дои:10.1093 / mnras / staa1343. S2CID 119068764.

внешние ссылки