[論文レビュー] Complex-Dynamical Approach to Cosmological Problem Solution *

Andrei P. Kirilyuk|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 2005

Earth Systems and Cosmic Evolution参考文献 21被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、2つの均一で引力を示す場の非摂動的・複雑力学的相互作用から、宇宙の構造が生じる非摂動的枠組みを提案する。余分な仮定や追加の実体を一切用いず、物理的に現実的な3次元空間、不可逆的時間、素粒子、統一的量子相対論的振る舞い、基本的力、量子カオスを導出する。ダークマター、エントロピー、ビッグバンのパラドックスといった核心的宇宙論的問題を解決する。

ABSTRACT

Universe structure emerges in the unreduced, complex-dynamic interaction process with the simplest initial configuration (two attracting homogeneous fields). The unreduced interaction analysis, avoiding any perturbative model, gives intrinsically creative cosmology describing the real, explicitly emerging world structure with dynamic randomness on each scale. Without imposing any postulates or additional entities, we obtain physically real, three-dimensional space, irreversibly flowing time, elementary particles with their detailed structure and intrinsic properties, causally complete and unified version of quantum and relativistic behaviour, the origin and number of naturally unified fundamental forces, classical behaviour emergence in a closed system, and true quantum chaos. Major problems of standard cosmology and astrophysics are consistently solved in this extended picture, including those of quantum cosmology and gravity, entropy growth and time arrow, "hierarchy" of elementary particles (Planckian unit values), "anthropic" difficulties, Big Bang contradictions, and "missing" ("dark") mass and energy. Universality of the proposed theory is explicitly expressed by the symmetry (conservation) of dynamic complexity providing the unified, irregular, but exact (never "broken") Order of the World that underlies all universe structures, phenomena, and laws.

研究の動機と目的

• ダークマターおよびダークエネルギーの起源、時間の矢、ビッグバン特異点といった長年の宇宙論的問題を解決すること。
• 追加の場や対称性を仮定することなく、量子現象と相対論的現象を統一的かつ因果的に完全に記述すること。
• 不可逆性、3次元空間、素粒子構造が最小初期状態からどのように出現するかを説明すること。
• 人間中心原理や微調整を必要とせず、基本定数の自然な単位値を導出すること。

提案手法

• 2つの均一で引力を示す場の非摂動的・非還元的相互作用を唯一の初期条件として採用すること。
• 相互作用に内在する複雑性を用いて、すべてのスケールで動的ランダムネスと構造的出現を生成すること。
• 空間、時間、物理法則を、事前に強制されたものではなく、相互作用プロセスの発生的性質として導出すること。
• 動的複雑性の対称性原理を適用し、すべての物理的構造の背後にある正確で破れのない秩序を維持すること。
• 量子的振る舞い、相対性理論、古典的出現が、同じ動的コアから自然に生じる因果的に完全な枠組みを構築すること。
• 導出された現象（素粒子、力、エントロピー、時間など）が、追加の仮定やパrameterを一切用いずに相互作用から生じることを保証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2つの均一な場の最小限の非摂動的相互作用から、空間、時間、3次元構造がどのように出現するのか？
• RQ2 閉じた力学的系において、時間の不可逆的流れと因果性の出現を支えるメカニズムは何か？
• RQ3 それらを仮定することなく、素粒子およびその固有性（質量、スピン、電荷）はどのように生成されるのか？
• RQ4 量子力学、相対性理論、古典的振る舞いが、同一の動的プロセスの発生的特徴として統一可能か？
• RQ5 人間中心的仮定や微調整を用いずに、エントロピーの矢、ダークマター／エネルギー、階層問題はどのように解決されるか？

主な発見

• 宇宙の3次元空間的構造と不可逆的時間は、2つの均一な場の非還元的相互作用から自然に出現する。
• 明確な質量、スピン、電荷を持つ素粒子は、相互作用プロセス内での安定な動的構造として出現する。
• 量子的振る舞い、相対論的不変性、古典的出現は、同じ背後の動的複雑性の結果として統一的に説明される。
• 基本的力の数と性質は、動的複雑性の対称性から導出され、追加のゲージ群を必要としない。
• エントロピー増大と時間の矢の起源は、動的相互作用そのものに内在しており、外部から強制されたものではない。
• ダークマターとダークエネルギーは、動的複雑性の自然な結果として説明され、新たな粒子や場を必要としない。