[论文解读] Influence from the Future

C.D. Froggatt, H. B. Nielsen|ArXiv.org|Jul 19, 1996

International Science and Diplomacy参考文献 2被引用 20

一句话总结

该论文提出，通过婴儿宇宙交换所引发的未来影响量子引力效应导致的非定域性，可解释标准模型参数的微调。在多重点临界性原理与三重代标准模型规范群SMG3的假设下，该理论预测希格斯玻色子质量为135±9 GeV，顶夸克质量为173±5 GeV，表明观测到的物理常数编码了过去与未来的资讯。

ABSTRACT

We argue that some of the parameters in the laws of Nature would be well understood, under the assumption that there is an influence from the future as well as from the past, in the sense that the principle of locality is not valid at the fundamental level. However, locality is supposed to be broken only in the mild way that all the non-local influence comes from integrals over the whole of space-time and acts at all moments and all places with the same effect. Thus the observable effects of the lack of locality can only be seen in the constants of Nature. Our cleanest prediction is the Higgs boson mass being 149 +/- 26 GeV, which in addition assumes that the pure Standard Model is valid until the Planck scale. Adding the assumption that the two vacuum states needed in our model come about naturally requires a strong first order transition between them; together with the assumption of the Planck units being fundamental, this leads us to also predict the top quark mass as 173 +/- 5 GeV, and a more precise value of the Higgs boson mass as 135 +/- 9 GeV. With the assumption of the anti-grand unified group SMG x SMG x SMG (three copies of the Standard Model gauge group, one for each generation), it is also possible to successfully predict the three fine structure constants in the Standard Model. We also discuss the extension of the SMG x SMG x SMG group by an extra abelian factor U(1)_f and the fermion mass matrices in this model. Other vacua than the present one might appear in the future due to human activity. The breaking of locality is really of the same mild character as suggested by baby universe theory, so the present work may be considered as a development of baby universe theory.

研究动机与目标

• 通过根本性的局域性破缺，结合过去与未来的共同影响，解释标准模型参数的微调。
• 检验假设：观测到的耦合常数取值源于整个时空（包括未来）的温和非定域影响。
• 在多重简并真空中态（多重点临界性）的假设下，推导希格斯玻色子与顶夸克质量的精确预测。
• 探讨未来真空中跃迁的含义，包括人类活动可能触发“真空中炸弹”的可能性。
• 将标准模型规范群扩展为SMG3（标准模型群的三重复制），并以高精度预测三个精细结构常数。

提出的方法

• 假设量子引力效应（特别是婴儿宇宙交换）导致一种温和的非定域性，其作用遍及整个时空并保持均匀。
• 应用多重点临界性原理，要求在普朗克尺度存在多个简并的真空中态，并在它们之间发生强烈的首阶相变。
• 利用规范耦合与Yukawa耦合从电弱尺度至普朗克尺度的重整化群演化，以约束希格斯玻色子与顶夸克质量。
• 引入SMG3规范群（标准模型群的三重复制）以统一三代费米子，并预测精细结构常数。
• 将非定域性效应整合进低能有效拉格朗日量，修改耦合常数，而不破坏可观测尺度下的洛伦兹不变性或局域性。
• 考虑离散规范群与通量弦在相变中的作用，二阶相变时弦张力为零，可能通过辐射修正被探测到。

实验结果

研究问题

• RQ1 观测到的希格斯玻色子与顶夸克质量是否可由通过量子引力效应介导的未来非定域性影响来解释？
• RQ2 在普朗克尺度存在多个简并真空中态（需经历首阶相变）的假设下，是否能导致基本粒子质量的精确预测？
• RQ3 能否利用SMG3等扩展规范群，以高精度预测标准模型的三个精细结构常数？
• RQ4 是否存在两个不同真空中态，使得生命与人类活动在稳定当前真空中起到作用，从而解决时间机器悖论？
• RQ5 人类制造的实验是否可能触发未来真空中衰变？这一可能性能否通过希格斯玻色子质量的精确测量推断？

主要发现

• 在多重点临界性、强烈首阶相变及SMG3规范群的联合假设下，该理论预测希格斯玻色子质量为135±9 GeV。
• 在相同假设下，顶夸克质量预测为173±5 GeV，与后续实验测量结果一致。
• 该模型利用SMG3规范群与非定域效应，对标准模型的三个精细结构常数实现了令人印象深刻的高精度预测。
• 在仅假设标准模型至普朗克尺度的纯标准模型框架下，该模型提出希格斯质量预测为149±26 GeV，作为一项清晰且可证伪的检验。
• 该模型暗示，生命可能是防止时间机器悖论的必要条件，可能通过促成“真空中炸弹”的形成，从而触发新真空中态。
• 非定域效应极为温和且均匀，仅影响耦合常数，而不破坏低能可观测尺度下的洛伦兹不变性或因果性，因此在实验上难以排除。