[論文レビュー] Comment on the "Janus Point" explanation of the arrow of time

H. D. Zeh|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2016

Quantum Mechanics and Applications被引用数 4

ひとこと要約

Zehは、Barbour、Koslowski、およびMercatiの『ジャンス・ポイント』モデルを批判し、時間の矢を説明するために非現実的な初期条件を必要とすると主張する。宇宙が膨張している中での重力的収縮が熱力学的矢として機能する可能性はあり得るが、追加の制約がない限り、観測された時間非対称性を十分に説明できない。

ABSTRACT

In contrast to claims by Barbour, Koslowski and Mercati, their "Janus point solution" does require a very improbable selection condition. While gravitational contraction in an expanding universe may then represent the master arrow of time, it would be insufficient by itself to describe the time asymmetry of the observed world.

研究の動機と目的

• 『ジャンス・ポイント』モデルが時間の熱力学的矢を説明する正当性を評価すること。
• 膨張する宇宙における重力的収縮が自然に時間非対称性を生じさせるとする主張を挑戦すること。
• 『ジャンス・ポイント』フレームワークにおいて、極めて非現実的な初期条件の必要性を強調すること。
• モデルのメカニズムが観測された時間非対称性の全範囲を説明するのに不十分であると主張すること。
• 時間の方向性を説明するためには、重力的ダイナミクスを超えた追加の制約が必要であることを強調すること。

提案手法

• Barbour、Koslowski、およびMercatiの『ジャンス・ポイント』モデルの基礎的仮定を分析すること。
• 膨張する宇宙における重力的収縮が、時間の主軸として機能しうるかを評価すること。
• モデル内での初期条件が時間非対称性に与える役割を評価すること。
• 熱力学および一般相対性理論の原則を適用して、モデルの整合性を検証すること。
• 提案された時間の矢を維持するためには、極めて特異で低エントロピーの初期状態が必要であることを特定すること。
• モデルの主張を、エントロピーおよび宇宙論的初期条件に関する既存の見解と対比すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 『ジャンス・ポイント』モデルが、非現実的な初期条件を仮定せずに、時間の熱力学的矢を十分に説明できるか？
• RQ2 膨張する宇宙における重力的収縮が、自然に一貫性のある時間の矢を生じさせるか？
• RQ3 『ジャンス・ポイント』モデルが観測された時間非対称性と整合させるために必要な制約は何か？
• RQ4 モデルが特殊な初期状態に依存していることにより、その物理的妥当性はどのように影響を受けるか？
• RQ5 『ジャンス・ポイント』のメカニズムは、物理的過程における観測された時間の方向性を十分に説明できるか？

主な発見

• 『ジャンス・ポイント』モデルは、時間の熱力学的矢を生成するために極めて非現実的な初期条件を必要としている。
• 膨張する宇宙における重力的収縮だけでは、観測された時間非対称性を説明できない。
• モデルが提唱するメカニズムは、自然界の時間非対称現象の全範囲を説明できない。
• 微調整された初期状態の必要性が、時間の矢の自然発生というモデルの主張を損なう。
• 本論文は、追加の制約がない限り、『ジャンス・ポイント』の解決策は時間非対称性を完全に説明できないと結論づける。
• 批判は、特殊な初期条件に依存しない時間の矢の説明という、依然として未解決の課題を強調する。