[论文解读] Indeterministic Quantum Gravity and Cosmology VII. Dynamical Passage through Singularities: Black Hole and Naked Singularity, Big Crunch and Big Bang

Vladimir S. Mashkevich|ArXiv.org|Apr 15, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 5被引用 4

一句话总结

本文提出，在非确定性的量子引力框架下，奇点——包括局部奇点（黑洞、裸奇点）和全局奇点（大爆炸、大挤压）——可以实现动力学可穿越。通过CPT对称性及奇点附近的量子效应，表明物质可逃离奇点附近的引力势阱，从而实现脉动黑洞和振荡宇宙，对量子宇宙学与奇点化解具有重要意义。

ABSTRACT

This paper is a continuation of the papers [gr-qc/9409010, gr-qc/9505034, gr-qc/9603022, gr-qc/9609035, gr-qc/9609046, gr-qc/9704033]. The aim of the paper is to incorporate singularities---both local (black hole and naked singularity) and global (big bang and big crunch)---into the dynamics of indeterministic quantum gravity and cosmology. The question is whether a singularity is dynamically passable, i.e., whether a dynamical process which ends with a singularity may be extended beyond the latter. The answer is yes. A local singularity is trivially passable, while the passableness for a global singularity may invoke CPT transformation. The passableness of the singularities implies pulsating black holes and the oscillating universe. For the local singularity, the escape effect takes place: In a vicinity of the singularity, quantum matter leaves the gravitational potential well. Keywords: tempered singularity, strong singularity, trivial passage, CPT passage, pulsating black hole, escape effect, oscillating universe

研究动机与目标

• 将非确定性量子引力框架扩展至包含局部与全局奇点。
• 研究以奇点为终点的动力学过程是否可超越奇点延伸。
• 探讨奇点可穿越性对黑洞与宇宙学模型的物理影响。
• 考察CPT对称性在实现全局奇点穿越中的作用。
• 分析奇点附近如‘逃逸效应’等量子效应，这些效应可能使物质脱离引力势阱。

提出的方法

• 将先前研究中非确定性量子引力的框架适配以纳入奇点。
• 利用弯曲时空中的量子场论分析强奇点与温和奇点附近的量子物质动力学。
• 应用CPT不变性以建模通过大爆炸与大挤压等全局奇点的穿越过程。
• 引入‘平凡穿越’概念以描述局部奇点，即不存在动力学障碍使其无法延续。
• 建立‘逃逸效应’模型——由于非经典行为，量子物质可脱离奇点附近的引力势阱。
• 使用 LATEX 2.09 进行正式表述，并推导其对宇宙学与黑洞动力学的含义。

实验结果

研究问题

• RQ1 在量子引力中，以奇点为终点的动力学过程是否可超越奇点延伸？
• RQ2 CPT对称性在实现大爆炸或大挤压等全局奇点穿越中起何作用？
• RQ3 是否存在一种量子机制使物质可逃离奇点附近的引力势阱？
• RQ4 ‘逃逸效应’在如黑洞等局部奇点附近如何表现？
• RQ5 奇点可穿越性对宇宙学有何后果，例如脉动黑洞或振荡宇宙？

主要发现

• 局部奇点（如黑洞与裸奇点）可平凡穿越，因无动力学障碍阻止其超越。
• 大爆炸与大挤压等全局奇点可通过CPT变换实现穿越，暗示时间对称演化。
• ‘逃逸效应’在奇点附近发生，量子物质可脱离引力势阱，表明存在非经典行为。
• 奇点可穿越性支持脉动黑洞的可能性，即物质在坍缩后被释放。
• 该模型暗示存在振荡宇宙情景，即通过奇点穿越实现坍缩与反弹的循环。
• 该框架提供了一种无需经典时空连续性的量子引力奇点化解机制。