[論文レビュー] On a finite universe with no beginning or end

Peter Lynds|ArXiv.org|Dec 6, 2006

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 38被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、極端な重力状態の近くで時間的順序を逆転させることで、始まりや終わりがなく、特異点のない有限な宇宙モデルを提案する。このモデルは、ビッグバンの低エントロピーの過去や、『特別』な初期条件といった宇宙論的パラドックスを、因果的説明を必要とせずに解消する。特異点は排除され、タイムトラベルは不可能となり、出来事順序の逆転によって熱力学と整合性を保つ。

ABSTRACT

Based on the conjecture that rather than the second law of thermodynamics inevitably be breached as matter approaches a big crunch or a black hole singularity, the order of events should reverse, a model of the universe that resolves a number of longstanding problems and paradoxes in cosmology is presented. A universe that has no beginning (and no need for one), no ending, but yet is finite, is without singularities, precludes time travel, in which events are neither determined by initial or final conditions, and problems such as why the universe has a low entropy past, or conditions at the big bang appear to be so "special," require no causal explanation, is the result. This model also has some profound philosophical implications.

研究の動機と目的

• ビッグバンの低エントロピーの過去や、その『特別』な初期条件といった長年の宇宙論的パラドックスを解消すること。
• 有限で特異点がなく、始まりや終わりのない宇宙モデルを提案すること。
• 極端な重力状態における時間的順序の再定義によって、初期条件の因果的説明の必要性を排除すること。
• タイムトラベルや初期または最終条件に基づく決定論を回避すること。
• 有限な宇宙における循環的または閉じた時間的構造と熱力学を調和させること。

提案手法

• 物質がビッグクラッシュやブラックホールの特異点に近づく際、熱力学的法則が破られるのでなく、出来事の順序が逆転すると提案する。
• 時間は特異点で終了せず、逆転する順序を持つ有限で閉じた系として宇宙をモデル化する。
• 高曲率領域における時間進行の逆転を導入し、真の特異点の生成を防ぐ。
• この逆転によってエントロピーの整合性を保ち、初期条件の微調整の必要性を排除する。
• 外部境界や初期点のない自己完結的な宇宙を構築する宇宙論的枠組みを構築する。
• 初期条件や最終条件が出来事の決定要因にならないという原則を適用し、時間的に対称で因果的に整合性のあるモデルを導く。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 有限な宇宙は、熱力学と整合的でありながら、始まりや終わりを回避できるか？
• RQ2 閉じた宇宙において物質が重力的特異点に近づくと、時間とエントロピーはどのように変化するか？
• RQ3 ビッグバンの初期条件がなぜ『特別』に見えるのか——因果的メカニズムなしに説明可能か？
• RQ4 特異点のない宇宙でも、観測された低エントロピーの過去状態を説明できるか？
• RQ5 有限で特異点のない宇宙において、タイムトラベルや因果的決定論は可能か？

主な発見

• 極端な重力状態における時間的順序の逆転によって、宇宙に始まりや終わりの必要性が排除され、特異点が回避される。
• 出来事順序の逆転により、熱力学的整合性が保たれ、第二法則に反しない。
• 宇宙は有限で閉じたままであり、その状態を説明するために初期条件や最終条件の境界条件は不要である。
• タイムトラベルは、閉じた時的曲線や因果的ループを許さない時間の逆転により、排除される。
• ビッグバンの初期条件の『特別さ』は、因果的入力ではなく、時間の逆転の結果として説明可能である。
• 出来事が初期条件や最終条件によって決定されない自己整合的な宇宙論が得られ、複数の基礎的パラドックスが解決される。