[논문 리뷰] Complex-Dynamic Cosmology and Emergent World Structure

Andrei P. Kirilyuk|ArXiv.org|2004. 08. 05.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 25인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 두 개의 균일한 인력 장의 축소되지 않은 복잡한 동적 상호작용을 바탕으로 한 통합 천체물리적 프레임워크를 제안한다. 이는 추가적인 실체를 가정하지 않고 공간, 시간, 기본 입자, 기본 힘을 내재적으로 생성한다. 기원하는 세계 구조는 동적 랜덤성, 인과적으로 완전한 양자 및 상대성 이론적 행동을 보이며, 보편적인 복잡성 보존을 통해 어둠성 물질, 엔트로피, 계층 문제와 같은 천체물리학의 핵심 문제를 자연스럽게 해결한다.

ABSTRACT

Universe structure emerges in the unreduced, complex-dynamic interaction process with the simplest initial configuration (two attracting homogeneous fields, quant-ph/9902015). The unreduced interaction analysis gives intrinsically creative cosmology, describing the real, explicitly emerging world structure with dynamic randomness on each scale. Without imposing any postulates or entities, we obtain physically real space, 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, and classical behaviour emergence in closed systems (gr-qc/9906077). Main problems of standard cosmology and astrophysics are consistently solved in this extended picture (without introduction of any additional entities), including those of quantum cosmology and gravity, entropy growth and time, "hierarchy" of elementary particles, "anthropic" difficulties, space-time flatness, and "missing" ("dark") mass and energy. The observed universe structure and laws can be presented as manifestations of the universal symmetry (conservation) of complexity providing the unified, irregular, but exact (never "broken") Order of the World (physics/0404006).

연구 동기 및 목표

• 기본 장 상호작용에 기반한 인과적으로 완전하고, 가정이 없는 천체물리학을 개발하기 위해.
• 표준 천체물리학에서 오랫동안 남아있는 문제들—예를 들어 어둠성 물질, 엔트로피 증가, 계층 문제—를 새로운 실체를 도입하지 않고 해결하기 위해.
• 공간, 시간, 기본 입자, 통합된 힘의 기원을 단일의 불가분한 동적 과정에서 유도하기 위해.
• 폐쇄계에서의 동일한 기원적 동역학을 바탕으로 양자적 및 상대성 이론적 행동을 통합적으로 묘사하기 위해.
• 관측 가능한 우주의 구조와 법칙을 보편적이고 끊어지지 않은 복잡성 보존의 표현으로 설명하기 위해.

제안 방법

• 기초적인 동적 과정으로서 두 개의 균일하고 상호 인력 작용하는 장의 축소되지 않은 상호작용을 분석한다.
• 근사나 대칭성 붕괴 없이, 장 상호작용 방정식에 비섭동적이고 정확한 해법을 적용한다.
• 공간과 시간의 기원을 사전에 가정하지 않고, 동적 과정의 내재적 성질로 유도한다.
• 모든 척도와 현상에 걸쳐 통합적이고 붕괴되지 않은 질서를 유지하기 위해 복잡성 보존 법칙을 적용한다.
• 양자적 및 상대성 이론적 행동을 동일한 기초 동역학의 기원적 특성으로 통합한다.
• 폐쇄계에서 입자 구조, 힘의 통합, 고전적 행동의 기원을 이 틀을 적용하여 도출한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 공간, 시간, 기본 입자가 추가 가정 없이 최소한의 기본 상호작용에서 어떻게 기원할 수 있는가?
• RQ2 단일한 동적 과정에서 기인하는 기원 현상으로서의 양자적 및 상대성 이론적 행동이 통합될 수 있는가?
• RQ3 인과적으로 완전하고 폐쇄된 시스템에서 엔트로피 증가와 시간은 어떻게 기원하는가?
• RQ4 기본 입자의 관찰 가능한 계층과 우주의 명백한 정밀조정은 무엇으로 설명될 수 있는가?
• RQ5 새로운 입자나 장을 도입하지 않고도 어둠성 물질과 어둠성 에너지를 어떻게 설명할 수 있는가?

주요 결과

• 공간, 시간, 기본 입자 등 우주의 구조는 어떤 초기 가정 없이도 두 개의 균일한 장의 상호작용에서 동적으로 기원한다.
• 기본 입자와 그 내재된 성질—질량과 스핀 등—은 장 상호작용의 위상적 및 동적 구조에서 도출된다.
• 양자적 및 상대성 이론적 행동의 통합은 대칭성 붕괴나 추가 가정 없이 자연스럽게 달성된다.
• 기본 힘의 기원과 그 수(4개)는 복잡성 보존 동역학의 결과로 나타난다.
• 관측된 평탄한 시공간, 시간의 화살표, 엔트로피 증가는 모두 동적 과정의 내재적 결과로 설명된다.
• 이 모델은 어둠성 물질과 어둠성 에너지를 동일한 동역학의 기원적 특성으로 설명하여 추가 실체가 필요 없음을 보여준다.