[論文レビュー] Symmetries in evolving space time from present to prior universes

Andrew Beckwith|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2005

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 22被引用数 12

ひとこと要約

本稿では、時間に依存するホイーラー＝デイト方程式と動的なコスモロジカル定数を用いた量子宇宙論フレームワークを用いて、過去の収縮する宇宙と現在の拡張する宇宙をワームホールブリッジで結ぶ非線形インフレーションモデルを提案する。主な貢献は、バンプを越えて因果的連続性を保つために必要な十分条件を特定することであり、時間発展する時空における対称性の破れによって分岐が生じることを示している。

ABSTRACT

We wish to demonstrate how the presence of a dynamic cosmological parameter, plus a model of the universe as a quantum computer can be combined to give us a picture of early universe inflationary physics which is quite non linear, with a distinct bifurcation. We claim that the bifurcation is linked to conditions which falsify initial conditions for casually continuous space times in the bridge between pre inflation to inflationary cosmology. And also give necessary and sufficient conditions for the existence of a wormhole bridge between a prior contracting universe, and our present universe via a time dependent version of the Wheeler DeWitt equation.

研究の動機と目的

• 量子力学的ブリッジを通じて、過去の収縮する宇宙から現在の拡張する宇宙への遷移をモデル化すること。
• 動的なコスモロジカルパラメータが初期宇宙のインフレーションおよび時空の進化に与える影響を調査すること。
• 前インフレーション期からインフレーション期への遷移において因果的連続性が保たれる条件を確立すること。
• 量子計算のアナロジーが時空の進化をモデル化する上で果たす役割を探索すること。
• 時間に依存するホイーラー＝デイト方程式を用いて、過去の収縮する宇宙と現在の宇宙を接続するワームホールの形成に必要な条件を導出すること。

提案手法

• 宇宙バンプを越えて量子的時空の進化を記述するため、ホイーラー＝デイト方程式の時間に依存する形を定式化する。
• 前インフレーション期からインフレーション期への遷移における非線形的挙動をモデル化するため、動的なコスモロジカルパラメータを導入する。
• 離散的かつ情報理論的枠組みにおいて、時空幾何の進化を量子コンピュータのアナロジーを用いてモデル化する。
• 進化する時空における対称性の破れを分析し、宇宙論的進化経路における分岐点を同定する。
• 過去の収縮する宇宙と現在の宇宙を接続するワームホールブリッジの存在に必要な数学的条件を導出する。
• 因果的連続性および初期条件の制約を評価するため、非線形数学的物理学の枠組みを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去の収縮する宇宙から現在の拡張する宇宙への遷移において、どのような条件下で因果的連続性が保たれるか？
• RQ2 時間に依存するコスモロジカル定数は、初期宇宙インフレーションの非線形的ダイナミクスにどのように影響を与えるか？
• RQ3 前インフレーション期からインフレーション期への段階において、対称性の破れが時空進化の分岐に果たす役割は何か？
• RQ4 時間に依存するホイーラー＝デイト方程式に従って、過去の宇宙と現在の宇宙の間でワームホールブリッジが形成される条件は何か？
• RQ5 量子計算のアナロジーは、量子宇宙論における時空幾何の進化をどのようにモデル化できるか？

主な発見

• モデルは、過去の収縮する宇宙と現在の宇宙を接続するワームホールブリッジの存在に必要な十分条件を同定した。
• 時空進化の分岐は、動的なコスモロジカルパラメータに関連する対称性の破れによって生じる。
• 前インフレーション期からインフレーション期への遷移において、特定の初期条件下では因果的連続性が否定される。
• 時間に依存するホイーラー＝デイト方程式により、宇宙バンプを越えての量子的時空進化の非線形記述が可能になる。
• 動的なコスモロジカル定数を有する量子宇宙論フレームワークは、過去の宇宙から現在の宇宙への非自明で非対称な進化経路を支持する。
• 本モデルは、量子情報理論的アナロジー（量子コンピューティング）が、プランクスケールにおける時空進化のモデル化に有効なフレームワークを提供する可能性を示唆している。