[논문 리뷰] Now, and the Flow of Time

Richard A. Muller, Shaun Maguire|arXiv (Cornell University)|2016. 06. 25.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 4차원에서 새로운 시공간이 계속해서 생성됨에 따라 시간의 흐름이 발생한다고 제안한다. 여기서 허블 팽창은 새로운 공간뿐만 아니라 새로운 순간('지금')도 생성한다. 이는 일반 상대성 이론에서의 측정 가능한 편차를 제공하며, 블랙홀 융합 동안 중력파 방출에 측정 가능한 시간 지연이 발생할 것으로 예측한다. LIGO 관측을 통해 검증 가능하다.

ABSTRACT

The progression of time can be understood by assuming that the Hubble expansion takes place in 4 dimensions rather than in 3. The flow of time consists of the continuous creation of new moments, new nows, that accompany the creation of new space. This model suggests a modification to the metric tensor of the vacuum that leads to testable consequences. Two cosmological tests are proposed, but they present both experimental and theoretical problems. A more practical and immediate test is based on a predicted lag in the emergence of gravitational radiation when two black holes merge. In such mergers (as recently observed by the LIGO team), a macroscopic volume (millions of cubic kilometers) of space is created in the region in which the gravitational wave is generated; this one-time creation of new space should be accompanied by the creation of detectable level of new time, resulting in a time delay that could be observed as a growing lag in the emission of the wave as the merger takes place

연구 동기 및 목표

• 시공간으로 통합된 공간과 시간 사이의 근본적 비대칭성을 해결하기 위해.
• 시간이 앞으로 흐르는 이유를 엔트로피를 통한 전통적인 시간의 화살표 설명에 도전하면서, 공간은 그렇지 않은 이유를 다루기 위해.
• 우주의 시공간 생성에 뿌리를 둔 물리적으로 검증 가능한 시간 흐름 메커니즘을 제안하기 위해.
• 블랙홀 융합과 같은 극도로 격렬한 시공간 사건 동안 새로운 시간 생성의 관측 가능한 결과를 특정하기 위해.
• 일반 상대성 이론에 수정된 진공 역학을 적용한 엔트로피 기반 이론의 실험적으로 반증 가능한 대안을 제공하기 위해.

제안 방법

• 허블 팽창이 동시에 새로운 공간과 새로운 시간을 생성하는 4차원 시공간 프레임워크를 사용하여 우주를 모델링하기 위해.
• 시공간이 동적으로 요동칠 때 진짜 시간을 생성하는 항을 포함하도록 진공 계량 텐서를 수정하기 위해.
• 큰 부피의 공간이 빠르게 생성되는 블랙홀 융합에 모델을 적용하여 중력파 방출에 시간 지연이 발생할 것으로 예측하기 위해.
• LIGO 데이터를 사용하여 새로운 시간 생성으로 인한 지연을 나타낼 수 있는 웨이브폼의 이질성을 검색하기 위해.
• 시간의 새로운 생성이 시간의 끝에서만 발생하는 이유를 탐구하기 위해 시공간의 인과적 구조를 분석하기 위해.
• 표준 일반 상대성 이론과 비교하여 알려진 제약 조건, 즉 중력적 적색편이와 인과성과의 일관성을 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 시간의 흐름은 4차원에서 새로운 시공간이 연속적으로 생성됨으로써 설명될 수 있는가?
• RQ2 블랙홀 융합 중 새로운 공간 생성이 중력파 방출에 측정 가능한 시간 지연을 유도하는가?
• RQ3 새로운 시간 생성의 비대칭성(시간의 끝에서만 발생)은 물리적 필수 조건인가, 아니면 좌표의 오류인가?
• RQ4 특히 LIGO 데이터를 통해 관측적 검증을 통해 이 모델을 일반 상대성 이론과 구별할 수 있는가?
• RQ5 만약 시간이 계속해서 생성되지 않는다면, 인과성과 자유의지에 어떤 영향을 미칠 것인가?

주요 결과

• 모델은 허블 팽창 동안 새로운 공간이 생성되면서 새로운 순간('지금')이 연속적으로 생성됨을 제안하여 시간의 흐름을 설명한다.
• 공간 생성 부피를 바탕으로, 블랙홀 융합 중 약 1밀리초의 시간 지연이 발생할 것으로 예측된다.
• 예측된 시간 지연은 새로운 공간과 함께 새로운 시간이 생성되면서 발생하며, 이는 중력파 방출에 측정 가능한 지연을 유도한다.
• 모델은 표준 다크 에너지 외에도 동적인 시공간 조건에서 진짜 시간을 생성하는 추가 항이 진공 계량 텐서에 포함되어야 한다고 제안한다.
• 이 те론은 시간의 화살표가 엔트로피나 열역학에 의해 결정되는 것이 아니라, 시공간의 우주적 생성에 의해 결정됨을 시사하며, 실험적으로 반증 가능한 대안을 제공한다.
• 모델은 시간 반전이 극단적 조건에서만 발생할 것으로 예측한다. 예를 들어, 2.4×10¹⁰ kg 이하의 블랙홀에서는 증발 속도가 우주적 시간 생성 속도를 초월할 수 있다.