[논문 리뷰] Complex-Dynamical Approach to Cosmological Problem Solution *

Andrei P. Kirilyuk|arXiv (Cornell University)|2005. 10. 26.

Earth Systems and Cosmic Evolution참고 문헌 21인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 우주의 구조가 두 개의 균일하고 상호작용하는 장 사이의 축소되지 않은 상호작용에서 유래하는 복잡한 동역학적이고 비퍼트라티브 프레임워크를 제안한다. 추가 가정이나 추가 요소 없이도 물리적으로 실재하는 3차원 공간, 비가역적 시간, 기본 입자, 통합된 양자-상대론적 행동, 기본 힘, 양자 혼돈을 도출하며, 암흑 물질, 엔트로피, 빅뱅 역설과 같은 핵심 우주론 문제를 해결한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 암흑 물질과 에너지의 기원, 시간의 화살, 빅뱅 특이점과 같은 오랫동안 남아있던 우주론 문제를 해결하기 위해.
• 추가 장이나 대칭성을 가정하지 않고도 양자 현상과 상대론적 현상을 통합적이고 인과적으로 완전한 기술을 제공하기 위해.
• 최소한의 초깃값으로부터 비가역성, 3차원 공간, 기본 입자의 구조가 어떻게 기원되는지 설명하기 위해.
• 인간 중심 원리나 미세조정이 필요 없도록 기본 상수의 자연스러운 단위값을 도출함으로써 이를 제거하기 위해.

제안 방법

• 두 개의 균일하고 서로 끌어당기는 장 사이의 축소되지 않은 비퍼트라티브 분석을 유일한 초깃값으로 사용하기 위해.
• 상호작용의 내재된 복잡성으로 모든 척도에서 동적 랜덤성과 구조의 기원을 생성하기 위해.
• 공간, 시간, 물리 법칙을 사전에 부과하지 않고 상호작용 과정의 기원적 성질로 도출하기 위해.
• 동적 복잡성의 대칭 원칙을 적용하여 모든 물리적 구조의 기초가 되는 정확하고 손상되지 않은 질서를 유지하기 위해.
• 양자 행동, 상대성 이론, 고전적 기원이 모두 같은 동역학 핵심에서 자연스럽게 기원하는 인과적으로 완전한 프레임워크를 구성하기 위해.
• 모든 유도된 현상—입자, 힘, 엔트로피, 시간—이 추가 가정이나 매개변수 없이 상호작용에서 유래하도록 보장하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 두 개의 균일한 장 사이의 최소한의 비퍼트라티브 상호작용으로부터 어떻게 공간, 시간, 3차원 구조가 기원되는가?
• RQ2 폐쇄된 동역학계에서 시간의 비가역적 흐름과 인과성의 기원이 되는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 기본 입자와 그 내재된 성질(질량, 스핀, 전하)이 가정하지 않고 어떻게 생성되는가?
• RQ4 양자역학, 상대성 이론, 고전적 행동이 동일한 동역학 과정의 기원적 특성으로 통합될 수 있는가?
• RQ5 이 이론은 인간 중심 원리나 미세조정 가정 없이 어떻게 엔트로피의 화살, 암흑 물질/에너지, 계층 문제를 해결하는가?

주요 결과

• 우주의 3차원 공간적 구조와 비가역적 시간은 두 개의 균일한 장 사이의 축소되지 않은 상호작용에서 자연스럽게 기원한다.
• 정의된 질량, 스핀, 전하를 가진 기본 입자는 상호작용 과정 내에서 안정적인 동적 구조로서 기원한다.
• 양자 행동, 상대론적 불변성, 고전적 기원은 동일한 기초적인 동적 복잡성의 결과로서 통합된다.
• 기본 힘의 수와 성질은 동적 복잡성의 대칭성에서 도출되며, 추가적인 게이지 군이 필요로 하지 않는다.
• 엔트로피 증가와 시간의 화살은 외부에서 부과된 것이 아니라 상호작용의 본질적인 특성으로 설명된다.
• 암흑 물질과 에너지는 추가적인 입자나 장이 필요 없이 동적 복잡성의 자연스러운 결과로 설명된다.