[논문 리뷰] Thoughts on Defining the Multiverse

Laura Mersini–Houghton|ArXiv.org|2008. 04. 27.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 10인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 다중우주 철학과 배경 시공간을 정의하기 위해 '지속 운동 금지'와 '영역 상관관계'라는 두 가지 기본 원칙을 제안한다. 이는 공유 시공간과 에너지 보존이 이루어지는 연결된 다중우주만이 물리적으로 의미 있는 다중우주임을 주장하며, 에너지 보존이 이루어지는 연결된 다중우주만이 물리적 현실에 속할 수 있다고 주장한다. 이 논문은 에너지 보존이 이루어지는 연결된 다중우주만이 물리적 현실에 속할 수 있다고 주장한다. 이 논문은 에버렛 다중우주론, 영원한 팽창 다중우주론, 그리고 끈 이론의 지형 다중우주론을 양자-고전 전이 프레임워크 아래 통합하며, 오직 이러한 다중우주만이 물리적 현실의 일부가 될 수 있다고 주장한다.

ABSTRACT

The possibility that the multiverse corresponds to physical reality deserves serious investigation. Having three different important theories,(quantum mechanics, string theory and inflation), predict the existence of the multiverse is hardly coincidental. I argue that the existence of the multiverse must be expected from the underlying fundamental theory or else we can not meaningfully address the puzzle of the initial conditions. In this view, the extension of our current cosmology to a multiverse framework becomes an extension of the Copernican principle to nature. In order to discuss the ontology of the multiverse I propose to apply: - the principle of 'No Perpetual Motion' as a criterion for the parameter of time; and, - the principle of 'Domains Correlations' as a criterion for determining the background spacetime in which the multiverse is embedded.

연구 동기 및 목표

• 다중우주론의 기초 문제를 해결하기 위해 다중우주 이론에서 물리적 실재의 기준을 정의한다.
• 에버렛, 영원한 팽창, 끈 이론 지형 다중우주 중 어느 것이 물리적 실재에 해당하는지에 대한 모호함을 해결한다.
• 다중우주의 배경 시공간과 시간 구조를 결정하는 원칙을 수립한다.
• 양자역학, 팽창 이론, 끈 이론 다중우주 예측을 하나의 일관된 프레임워크 아래 통합한다.
• 오직 공유 시공간과 에너지 보존이 이루어지는 연결된 다중우주만이 물리적으로 실재 가능하며, 이는 연결되지 않은 다중우주 모델이 실재와 무관하다고 주장한다.

제안 방법

• 다중우주에서 시간 매개변수를 정의하기 위한 기준으로 '지속 운동 금지' 원칙을 적용하여 에너지 보존을 보장한다.
• 모든 다중우주 영역이 단일 배경 시공간을 공유하는지 여부를 결정하기 위해 '영역 상관관계' 원칙을 도입한다.
• 양자역학의 다수 세계 해석을 사용하여 에버렛 다중우주를 끈 이론 지형에 통합한다.
• 다중우주를 양자 단계(Hilbert 공간)와 고전 단계(시공간)로 나누어 두 단계 간의 전이를 모델링한다.
• 양자 다중우주 단계에서 에르고딕성과 파oincaré 재진입 현상을 분석하여 유사한 우주가 반복될 가능성을 평가한다.
• 유니타리성과 상관관계 구조를 사용하여 연결되지 않은 다중우주 모델과 연결된 다중우주 모델을 구분한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 에버렛, 영원한 팽창, 또는 끈 이론 지형 다중우주 중 어떤 모델이 물리적으로 실재하는 것으로 간주될 수 있는가?
• RQ2 다중우주가 물리적 실재에 속하는지를 결정하는 기준은 무엇이며, 이에 대한 공감대가 없는 상황에서 어떻게 정의할 수 있는가?
• RQ3 다중우주의 배경 시공간은 어떻게 일관되게 정의할 수 있으며, 영역 간 상관관계는 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 다중우주는 일관되게 단일 물리계로 기술될 수 있으며, 통합된 시공간과 에너지 보존이 이루어지는가?
• RQ5 에르고딕성과 파oincaré 재진입 현상은 양자 다중우주에 어떤 영향을 미치며, 이는 유사한 우주의 존재 가능성을 어떻게 변화시키는가?

주요 결과

• '지속 운동 금지' 원칙은 다중우주에서 에너지 보존이 이루어지게 하여 시간 매개변수를 정의하는 기준이 된다.
• '영역 상관관계' 원칙은 오직 단일 배경 시공간을 공유하는 다중우주만이 물리적으로 실재 가능하다는 것을 암시한다.
• 서로 다른 시공간을 가진 연결되지 않은 다중우주는 상호 상관관계가 없고, 접근이 불가능하므로 물리적으로 무의미하며 현실성이 떨어진다.
• 모든 영역이 하나의 시공간을 공유하고 유니타리 상관관계를 유지하는 연결된 다중우주는 물리적 실재의 더 가능성 있는 후보이다.
• 양자 다중우주 단계에서 에르고딕성은 불가능에 가깝다. 비평형 동역학이 작용하여 파oincaré 재진입 조건이 깨지기 때문이다. 이는 결과적으로 유사한 우주의 반복을 방지한다.
• 우주의 파동함수를 지형에 놓고 다수 세계 해석을 적용함으로써 에버렛 다중우주와 끈 이론 지형 다중우주를 통합하며, 이는 양자 단계에서 동일한 것으로 간주된다.