[논문 리뷰] Space does not exist, so time can

Fotini Markopoulou|ArXiv.org|2009. 09. 10.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 3인용 수 26

한 줄 요약

논문은 공간, 기하학, 중력이 기본적인 것이 아니라 기원하는 현상임을 주장하며, 시간은 그대로 기본적인 것으로 유지하면서 공간이 없는 양자 중력 이론을 제안한다. 시공간을 양자 자유도의 집합적 기원으로 간주함으로써, 기하학적 시간의 부재라는 문제를 해결하며, 공간이 실재하지 않는다는 가정을 기각함으로써 시간을 유지하면서 기하학적 시간의 부재를 제거한다.

ABSTRACT

It is often said that in general relativity time does not exist. This is because the Einstein equations generate motion in time that is a symmetry of the theory, not true time evolution. In quantum gravity, the timelessness of general relativity clashes with time in quantum theory and leads to the ``problem of time'' which, in its various forms, is the main obstacle to a successful quantum theory of gravity. I argue that the problem of time is a paradox, stemming from an unstated faulty premise. Our faulty assumption is that space is real. I propose that what does not fundamentally exist is not time but space, geometry and gravity. The quantum theory of gravity will be spaceless, not timeless. If we are willing to throw out space, we can keep time and the trade is worth it.

연구 동기 및 목표

• 공간이 기본적이라는 잘못된 가정에서 기인한 '시간 문제'를 해결하기 위해, 이 문제가 기본적인 모순임을 밝히는 것.
• 시간은 기본 수준에서 존재하며, 공간, 기하학, 중력은 양자 역학적 동역학에서 기원하는 현상임을 주장하는 것.
• 물질과 기하학을 동일한 기초 양자 시스템의 서로 다른 면으로 통합함으로써 일반 상대성 이론과 양자 중력을 재구성하는 것.
• 디피오모르피즘 불변성이 기본 시간의 부재를 의미하는 것이 아니라, 역동적인 우주 내부의 관찰자임을 반영한다는 것을 보여주는 것.
• 기하학이 비기하학적 양자 구성요소로부터 기원하는 배경 독립적 양자 이론을 수립하는 것.

제안 방법

• 시공간 기하학이 기본이 아니며, 상호작용하는 자유도의 사전 기하학적 양자 시스템에서 기원한다는 제안.
• 양자 그래피티의 프레임워크를 사용하여 시공간을 양자 노드의 네트워크로 모델링하며, 기하학과 물질이 동일한 진동으로 기원한다는 것을 보여주는 것.
• 기원 원리 적용을 통해 양자 구성요소의 집합적 행동이 효과적인 시공간과 곡률을 만들어낼 수 있음을 보여주는 것.
• 아인슈타인 방정식을 기원 기하학과 물질이 만족하는 항등식으로 재해석하며, 기본 역학 방정식이 아니라는 것을 보여주는 것.
• 시공간 기하학의 배경을 가정함으로써 에너지와 시간을 정의하는 데 사용되는 ' Wheeler-DeWitt 방정식 ' 의 시간 부재를 기각함으로써 기본 시간을 도입하는 것.
• 디피오모르피즘 불변성을 시간 부재의 징후로 보는 것이 아니라, 내부 관찰자가 역동적 시스템의 일부임을 반영하는 것으로 재해석하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 시간 문제는 양자 중력에서 왜 발생하며, 진정으로 기본적인 장애물인가?
• RQ2 일반 상대성 이론이 디피오모르피즘 불변성으로 인해 시간이 부재임을 암시한다면, 시간이 기본적일 수 있는가?
• RQ3 시공간 기하학은 기본적인 실체인가, 아니면 더 기본적인 양자 자유도에서 기원할 수 있는가?
• RQ4 아인슈타인 방정식을 동역학 법칙이 아닌 기원 기하학과 물질이 만족하는 항등식으로 유도할 수 있는가?
• RQ5 관찰자와 배경 독립성은 진정한 기본 양자 중력 이론에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 시간 문제는 기본적인 문제이기보다는 공간이 실재한다는 불합리한 가정에서 기인한 패러독스이다.
• 기본적인 시간은 존재하며, 양자 중력 이론에서 유지되어야 하며, 공간과 기하학은 기원하는 현상이다.
• 아인슈타인 방정식은 독립적인 동역학 방정식이 아니라 기원 기하학과 물질이 만족하는 항등식으로 이해할 수 있다.
• 디피오모르피즘 불변성은 관찰자가 우주의 내부에 있음을 반영하는 것이지, 시간 부재의 징후는 아니다.
• 물질과 기하학을 동일한 양자 시스템의 서로 다른 측면으로 통합함으로써, 기반 독립적 양자 중력 이론을 수립할 수 있다.
• 기원 시공간의 맥락에서 'Wheeler-DeWitt 방정식'의 시간 부재는 비물리적인 것으로, 배경 기하학을 가정하여 에너지와 시간을 정의하기 때문이다.