[논문 리뷰] Cosmological Problem Solution by Complex-Dynamical Interaction Analysis

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

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 23인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 두 개의 균일한 인력장 간의 축소되지 않은 복소역학적 상호작용을 바탕으로 한 통합된 천체물리 틀을 제안하며, 추가적인 가정 없이 자기 일관성 있고 역학적으로 기원하는 우주를 도출한다. 이는 공간, 시간, 양자 및 상대성 이론적 행동, 기본 입자, 암흑 물질/에너지까지도 처음부터 유도하며, 시간의 화살표, 계층성, 암흑 에너지 등의 오랫동안 해결되지 않은 문제들을 대칭을 유지하는 비임계적 역학과 내재된 복잡성 및 비가역성으로 해결한다.

ABSTRACT

Universe structure emerges in the unreduced, complex-dynamical 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 at all levels. 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 and transformation) of dynamic complexity providing the unified, irregularly structured, but always exact (never "broken") Order of the World that underlies all universe structures, phenomena and laws.

연구 동기 및 목표

• 시간의 기원, 시간의 화살표, 암흑 에너지 등의 천체물리학 및 기본 물리학의 기초 문제를 사전 가정 없이 해결하기 위해.
• 두 상호작용하는 균일한 장의 최소 초기 조건으로부터 3차원 공간, 비가역적으로 흐르는 시간, 기본 입자가 어떻게 기원하는지 유도하기 위해.
• 단일한 인과적으로 완전한 비임계적 역학적 틀 안에서 양자역학과 상대성 이론을 통합하기 위해.
• 기본 힘의 수와 입자 질량의 계층성 구조를 내재된 역학적 복잡성으로 설명하기 위해.
• 폐쇄계에서 비대칭성이 깨지 않은 질서의 기원을 통해 '부족한 질량 문제'(암흑 물질/에너지)에 대한 해결책을 제공하기 위해.

제안 방법

• 두 개의 균일하고 인력 작용하는 장 간의 축소되지 않은 비임계적 분석을 유일한 초깃조건으로 사용하기 위해.
• 모든 척도에서 정확한 보존 법칙과 변환 법칙을 유지하는 대칭 기반 접근법을 적용하여 역학적 복잡성을 유지하기 위해.
• 폐쇄계 형식을 사용하여 고전적 및 양자적 행동을 상호작용 과정의 기원적 성질로 도출하며, 사전에 부여된 것이 아니라고 보장하기 위해.
• 근사나 대칭 깨짐 없이, 제어 방정식의 정확한 해를 분석하여 시스템의 진화를 분석하기 위해.
• 상호작용의 위상수학적 및 역학적 특성으로부터 기본 입자의 구조와 그 내재된 성질(질량, 스핀)을 도출하기 위해.
• 상호작용 과정의 내재된 복잡성과 비가역적 진화를 통해 인과성과 비가역성을 확립하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 두 상호작용 장의 최소 초깃값으로부터 3차원 공간, 시간, 그리고 구조가 기원할 수 있는가?
• RQ2 폐쇄적이고 통합된 시스템 내에서 내재된 시간의 화살표와 비가역적 역학의 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 서로 다른 법칙을 가정하지 않고도 어떻게 양자 행동, 상대성 이론, 고전적 기원이 하나의 동역학적 과정에서 자연스럽게 기원할 수 있는가?
• RQ4 통합 틀 안에서 관측된 기본 입자 질량의 계층성과 기본 힘의 수는 무엇으로 설명될 수 있는가?
• RQ5 이 모델은 새로운 입자나 장을 도입하지 않고 암흑 물질과 암흑 에너지를 어떻게 설명하는가?

주요 결과

• 세 차원 공간과 비가역적으로 흐르는 시간은 기하학적 또는 시간적 가정 없이 두 균일한 장 간의 복소역학적 상호작용에서 동역학적으로 기원한다.
• 정확한 내재 성질(질량, 스핀)을 지닌 기본 입자들이 상호작용 과정의 위상수학적 및 역학적 불변량으로 기원하며, 관측된 값과 일치한다.
• 양자 행동과 상대성 역학은 동일한 비임계적 상호작용에서 기원하는 통합된 특성으로서, 전 과정에서 인과성이 유지된다.
• 기본 힘의 수와 통합은 동역학적 복잡성의 대칭성으로 자연스럽게 설명되며, 자발적 대칭 깨짐이 필요 없음을 보여준다.
• 암흑 물질과 암흑 에너지는 추가적인 장이나 입자가 필요 없이 기원 구조의 내재된 구성 요소로 설명된다.
• 엔트로피 증가와 열역학적 시간의 화살표는 복소역학적 시스템의 비가역적 진화에서 도출되며, 오랫동안 해결되지 않았던 천체물리학적 수수께끼를 해결한다.