[论文解读] Semiclassical Gravity and the Problem of Time

Claus Kiefer|ArXiv.org|May 18, 1994

Noncommutative and Quantum Gravity Theories被引用 5

一句话总结

本文研究了量子引力中半经典时间的出现，提出时间作为引力自由度退相干的效应概念而产生。通过分析一个子系统的约化密度矩阵，该研究展示了如何恢复半经典时间参数，从而为正则量子引力中的“时间问题”提供了解决方案。

ABSTRACT

I give a brief review of the recovery of semiclassical time from quantum gravity and discuss possible extrapolations of this concept to the full theory.

研究动机与目标

• 解决正则量子引力中的“时间问题”，即时间作为动力学变量缺失的问题。
• 研究半经典时间参数如何从一个根本上无时间的量子引力理论中出现。
• 探讨在量子引力框架中，何时可以恢复一致的时间演化。
• 研究退相干和子系统动力学在时间出现过程中的作用。
• 在量子引力与经典时间概念之间建立概念上的桥梁。

提出的方法

• 通过分析子系统的约化密度矩阵，提取有效的时间演化。
• 将退相干程序应用于引力系统，以识别首选的时间变量。
• 使用WKB近似和半经典极限，推导出有效的时间依赖动力学。
• 考虑系统与环境之间的纠缠在定义时间中的作用。
• 在Wheeler-DeWitt方程的背景下，检验时间演化的自洽性。
• 采用极小超空间模型以简化完整理论，并研究时间的出现。

实验结果

研究问题

• RQ1 半经典时间参数如何从一个根本上无时间的量子引力理论中出现？
• RQ2 何种物理条件使得在量子引力背景下能够恢复时间演化？
• RQ3 退相干以何种方式促进了一致时间参数的出现？
• RQ4 子系统与环境的选择如何影响时间的定义？
• RQ5 约化密度矩阵在恢复有效时间演化中起什么作用？

主要发现

• 半经典时间可以通过引力自由度的退相干作为有效变量出现。
• 子系统的约化密度矩阵表现出时间依赖行为，表明有效时间演化的开始。
• 时间的恢复取决于系统-环境的划分以及特定相关性的主导。
• WKB近似使得在半经典极限下时间成为有意义参数的一致性得以实现。
• 分析表明，时间并非基本量，而是从量子引力中的纠缠和退相干中产生的。
• 该框架为解决正则量子引力中的时间问题提供了可行机制。