Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Конформная циклическая космология ( CCC ) - это космологическая модель в рамках общей теории относительности , разработанная физиком-теоретиком Роджером Пенроузом . [1] [2] [3] В CCC Вселенная проходит через бесконечные циклы, при этом будущая времениподобная бесконечность [ требуется пояснение ] каждой предыдущей итерации отождествляется с сингулярностью Большого взрыва следующей. [4] Пенроуз популяризировал эту теорию в своей книге « Циклы времени: необычайно новый взгляд на Вселенную» в 2010 году .

Базовая конструкция [ править ]

Основная конструкция Пенроуза [2] состоит в соединении счетной последовательности открытых метрических пространств-времени Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера (FLRW), каждое из которых представляет Большой взрыв, за которым следует бесконечное будущее расширение. Пенроуз заметил, что прошедшая конформная граница одной копии пространства-времени FLRW может быть «прикреплена» к будущей конформной границе другой после соответствующего конформного изменения масштаба . В частности, каждая отдельная метрика FLRW умножается на квадрат конформного множителя, который приближается к нулю на времениподобной бесконечности , эффективно «сплющивая» будущую конформную границу до конформно регулярной гиперповерхности.(который космический, если существует положительная космологическая постоянная , как в настоящее время считается). Результатом является новое решение уравнений Эйнштейна, которое Пенроуз использует для представления всей вселенной и которое состоит из последовательности секторов, которые Пенроуз называет «эонами».

Гипотеза конформной циклической космологии требует, чтобы все массивные частицы в конечном итоге исчезли из существования, в том числе те, которые стали слишком далеко отделены от всех других частиц, чтобы аннигилировать с ними. Как указывает Пенроуз, возможность распада протона рассматривается в различных умозрительных расширениях Стандартной модели , но никогда не наблюдалась. Более того, все электроны также должны распадаться или терять свой заряд и / или массу, и никакие традиционные предположения этого не допускают. [2]

Физические последствия [ править ]

Важной особенностью этой конструкции для физики элементарных частиц является то, что, поскольку бозоны подчиняются законам конформно-инвариантной квантовой теории , они будут вести себя в масштабированных эонах таким же образом, как и в их прежних аналогах FLRW (классически это соответствует структурам светового конуса сохраняется при конформном изменении масштаба). Для таких частиц граница между эонами - это вовсе не граница, а просто пространственноподобная поверхность, которую можно пересечь, как и любую другую. Фермионы , с другой стороны, остаются ограниченными заданным эоном, что обеспечивает удобное решение парадокса информации о черной дыре.; согласно Пенроузу, фермионы должны необратимо превращаться в излучение во время испарения черной дыры, чтобы сохранить гладкость границы между эонами.

Свойства кривизны космологии Пенроуза также удобны для других аспектов космологии. Во-первых, граница между эонами удовлетворяет гипотезе кривизны Вейля , тем самым обеспечивая определенный вид низкоэнтропийного прошлого, как того требует статистическая механика и наблюдения. Во-вторых, Пенроуз подсчитал, что определенное количество гравитационного излучения должно сохраняться через границу между эонами. Пенроуз предполагает, что этого дополнительного гравитационного излучения может быть достаточно, чтобы объяснить наблюдаемое космическое ускорение, не обращаясь к полю материи темной энергии .

Эмпирические тесты [ править ]

В 2010 году Пенроуз и Ваге Гурзадян опубликовали препринт статьи, в которой утверждалось, что наблюдения космического микроволнового фона (CMB), сделанные с помощью зонда Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и эксперимента BOOMERanG, содержат избыток концентрических кругов по сравнению с моделированием, основанным на стандартная Лямбда-CDM модель космологии, указывающая на 6-сигмальную значимость результата. [5]Однако статистическая значимость заявленного обнаружения с тех пор оспаривается. Три группы независимо пытались воспроизвести эти результаты, но обнаружили, что обнаружение концентрических аномалий не было статистически значимым, поскольку в данных не было больше концентрических кругов, чем при моделировании Lambda-CDM. [6] [7] [8] [9]

Причина разногласий была связана с вопросом о том, как построить симуляции, которые используются для определения значимости: три независимых попытки повторить анализ все использовали симуляции, основанные на стандартной модели Lambda-CDM, в то время как Пенроуз и Гурзадян использовали недокументированный нестандартный подход. [10]

В 2013 году Гурзадян и Пенроуз опубликовали дальнейшее развитие своей работы, представив новый метод, который они назвали «процедурой поворота неба» (не основанный на моделировании), в котором данные WMAP анализируются напрямую; [3] в 2015 году они опубликовали результаты анализа данных Planck, подтверждающие данные WMAP, включая неоднородное распределение этих структур в небе. [11]

В статье, опубликованной 6 августа 2018 года, Даниэль Ан, Кшиштоф Антони Мейснер , Павел Нуровски и Пенроуз представили непрерывный анализ данных реликтового излучения, поскольку им казалось, что «… аномальные точки вносят важный новый вклад в космологию, независимо от их достоверности. CCC. " Они также предположили, что эти аномалии могут быть « точками Хокинга », остаточными сигналами от « испарения Хокинга сверхмассивных черных дыр в эпоху до нашей». В исходной версии их статьи утверждалось, что местоположение B-режима, обнаруженное командой BICEP2, было расположено в одной из этих точек Хокинга; эта претензия была удалена в более позднем обновлении. [12]В анализе 2020 года утверждалось, что аномалии не были статистически значимыми. [13] Однако в еще одной статье 2020 года группы Пенроуза приводятся доводы в пользу дополнительных доказательств аномалий реликтового излучения, которые можно объяснить точками Хокинга, а не «текущей традиционной инфляционной картиной». [14]

CCC и парадокс Ферми [ править ]

В 2015 году Гурзадян и Пенроуз также обсудили парадокс Ферми , очевидное противоречие между отсутствием доказательств, но высокой вероятностью оценок существования внеземных цивилизаций. В рамках конформной циклической космологии космический микроволновый фон обеспечивает возможность передачи информации от одного эона к другому, в том числе интеллектуальных сигналов в рамках концепции информационной панспермии . [11]

См. Также [ править ]

  • Динамика формы
  • Конформная геометрия
  • Циклическая модель
  • Информационный парадокс черной дыры
  • Белая дыра
  • Циклы времени: необычайно новый взгляд на Вселенную
  • De Divisione naturae

Ссылки [ править ]

  1. ^ Палмер, Джейсон (27.11.2010). «Космос может показывать отголоски событий до Большого взрыва» . BBC News . Проверено 27 ноября 2010 .
  2. ^ a b c Роджер Пенроуз (2006). «До Большого взрыва: возмутительная новая перспектива и ее значение для физики элементарных частиц» (PDF) . Протоколы EPAC 2006, Эдинбург, Шотландия : 2759–2762.
  3. ^ а б Гурзадян В.Г .; Пенроуз, Р. (2013). «О концентрических кругах с низкой дисперсией в небе CMB, предсказанных CCC». Евро. Phys. J. Plus . 128 (2): 22. arXiv : 1302.5162 . Bibcode : 2013EPJP..128 ... 22G . DOI : 10.1140 / epjp / i2013-13022-4 . S2CID 55249027 . 
  4. ^ Картлиддж, Эдвин (2010-11-19). «Пенроуз утверждает, что видел вселенную до Большого взрыва» . Physicsworld.com . Проверено 27 ноября 2010 .
  5. ^ Гурзадян В.Г .; Пенроуз Р. (16 ноября 2010 г.). «Концентрические круги в данных WMAP могут свидетельствовать о насильственных действиях до Большого взрыва». arXiv : 1011.3706 [ astro-ph.CO ].
  6. ^ Wehus IK; Эриксен ХК (07.12.2010). «Поиск концентрических кругов на 7-летних температурных картах неба WMAP». Астрофизический журнал . 733 (2): L29. arXiv : 1012.1268 . Bibcode : 2011ApJ ... 733L..29W . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 733/2 / L29 .
  7. ^ Мох А; Скотт Д; Зибин Ю.П. (07.12.2010). «Нет свидетельств аномально низкой дисперсии кругов на небе». Журнал космологии и физики астрономических частиц . 2011 (4) : 033. arXiv : 1012.1305 . Bibcode : 2011JCAP ... 04..033M . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2011/04/033 . S2CID 118433733 . 
  8. ^ Hajian A (2010-12-08). «Есть ли отголоски Вселенной до Большого взрыва? Поиск кругов с низкой дисперсией в реликтовом небе». Астрофизический журнал . 740 (2): 52. arXiv : 1012.1656 . Bibcode : 2011ApJ ... 740 ... 52H . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 740/2/52 . S2CID 118515562 . 
  9. ^ DeAbreu, A .; и другие. (2015). «Поиск концентрических кругов с малой дисперсией на космическом микроволновом фоне». Журнал космологии и физики астрономических частиц . 2015 (12): 031. arXiv : 1508.05158 . Bibcode : 2015JCAP ... 12..031D . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2015/12/031 . S2CID 119205759 . 
  10. ^ Гурзадян В.Г .; Пенроуз Р. (07.12.2010). «Подробнее о кругах с низкой дисперсией в небе CMB». arXiv : 1012.1486 [ astro-ph.CO ].
  11. ^ а б Гурзадян В.Г .; Пенроуз, Р. (2016). «CCC и парадокс Ферми». Евро. Phys. J. Plus . 131 : 11. arXiv : 1512.00554 . Bibcode : 2016EPJP..131 ... 11G . DOI : 10.1140 / epjp / i2016-16011-1 . S2CID 73537479 . 
  12. ^ Гурзадяны, В.Г.; Пенроуз, Р. (2018). «Очевидное свидетельство точек Хокинга в реликтовом небе». arXiv : 1808.01740 [ astro-ph.CO ].
  13. ^ Jow, Дилан L .; Скотт, Дуглас (2020-03-09). «Переоценка свидетельств точек Хокинга в реликтовом излучении» . Журнал космологии и физики астрономических частиц . 2020 (3): 021. arXiv : 1909.09672 . Bibcode : 2020JCAP ... 03..021J . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2020/03/021 . ISSN 1475-7516 . S2CID 202719103 .  
  14. ^ Ан, Даниэль; Meissner, Krzysztof A .; Nurowski, Paweł; Пенроуз, Роджер (июль 2020 г.). «Очевидное свидетельство точек Хокинга в реликтовом небе» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (3): 3403–3408. arXiv : 1808.01740 . Bibcode : 2020MNRAS.495.3403A . DOI : 10.1093 / MNRAS / staa1343 . S2CID 119068764 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • «Циклическая вселенная - разговор с Роджером Пенроузом» , Ideas Roadshow , 2013