순환 모형

Cyclic model
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물리 우주론
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순환 모형(또는 진동 모형)은 우주가 무한 또는 무한의 자기 유지 주기를 따르는 여러 우주론 모형 중 하나입니다.예를 들어, 1930년 알버트 아인슈타인에 의해 간단히 고려된 진동 우주 이론은 각각 빅뱅으로 시작해서 빅 크런치로 끝나는 영구적인 일련의 진동에 이은 우주를 이론화했다; 그 사이에, 우주는 물질의 중력에 의해 붕괴되기 전에 일정 기간 동안 팽창할 것이다.다시 들어가서 튕겨나가야 해

개요

1920년대에 이론 물리학자, 특히 알버트 아인슈타인은 팽창하는 우주의 모형에 대한 (영원한) 대안으로 우주의 순환 모델의 가능성을 고려했습니다.하지만, 리차드 C에 의해 작업. 1934년 톨만은 이러한 초기 시도들이 순환적인 문제 때문에 실패했다는 것을 보여주었다: 열역학 제2법칙에 따르면, 엔트로피는 [1]증가할 수 밖에 없다.즉, 연속되는 사이클이 길어지고 커집니다.과거로 거슬러 올라가면, 현재의 사이클 이전의 사이클은 짧아지고 작아져, 다시 빅뱅이 되어 버리기 때문에, 그것을 대체하지 않는다.이 곤혹스러운 상황은 최근 발견된 암흑 에너지 성분이 일관된 순환 우주론에 [2]대한 새로운 희망을 제공했던 21세기 초까지 수십 년 동안 계속되었다.2011년, 20만 개의 은하와 70억 년의 우주 시간에 걸친 5년간의 조사는 "암흑 에너지가 우리 우주를 가속하는 [3][4]속도로 갈라놓고 있다"는 것을 확인시켜 주었다.

새로운 순환 모형은 초기의 에크피로트 모형에서 파생된 우주 생성의 브레인 우주론 모형이다.그것은 프린스턴 대학의 폴 스타인하트와 캠브리지 대학의 닐 투록에 의해 2001년에 제안되었다.이 이론은 우주가 한 번 뿐 아니라 시간이 [5][6]지남에 따라 반복적으로 폭발적으로 생겨난다는 것을 묘사한다.이 이론은 우주의 팽창을 가속화하는 우주 상수로 알려진 혐오스러운 형태의 에너지가 표준 빅뱅 모델에 의해 예측된 것보다 몇 배 작은 이유를 잠재적으로 설명할 수 있다.

팬텀 에너지의 개념에 의존하는 다른 순환 모델은 채플 [7]힐 노스캐롤라이나 대학의 로리스 바움과 폴 프램턴에 의해 2007년에 제안되었다.

다른 순환 모형은 등각 순환 우주론과 루프 양자 우주론을 포함한다.

스타인하르트-투록 모형

이 주기적 모형에서는 두 개의 평행한 오비폴드 평면 또는 M-브랜이 고차원 [8]공간에서 주기적으로 충돌합니다.눈에 보이는 4차원 우주는 이 가지들 중 하나에 있다.충돌은 수축에서 팽창으로 반전되거나 빅뱅 직후에 빅뱅이 뒤따르는 것과 일치한다.오늘날 우리가 보는 물질과 방사선은 분기 이전에 생성된 양자 변동에 의해 지시된 패턴으로 가장 최근의 충돌 중에 생성되었다.수십억 년 후에 우주는 오늘날 우리가 관찰하는 상태에 도달했다; 수십억 년 후에 그것은 궁극적으로 다시 수축하기 시작할 것이다.암흑 에너지는 분기 사이의 힘에 해당하며 단극, 수평, 평탄도 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.게다가, 그 순환은 과거와 미래로 무한히 이어질 수 있고, 해법은 유인력이기 때문에 우주의 완전한 역사를 제공할 수 있다.

리처드 C로. 톨만은 초기 순환 모델이 실패했다는 것을 보여주었습니다. 왜냐하면 우주가 피할 수 없는 열역학적 열사([1]熱死)그러나 새로운 순환 모델은 각 사이클마다 순팽창이 있어 엔트로피가 쌓이는 것을 방지함으로써 이를 회피합니다.그러나 이 모델에는 아직 해결되지 않은 주요 문제가 남아 있습니다.그 중에서도 가장 중요한 것은 충돌하는 지느러미가 끈 이론가들에 의해 이해되지 않고, 규모가 변하지 않는 스펙트럼이 큰 위기에 의해 파괴될지는 아무도 모른다는 것이다.또한 우주 팽창과 마찬가지로 진공 변동을 생성하기 위해 필요한 힘의 일반적 특성(에크피로틱 시나리오에서는 분기 사이의 힘)이 알려져 있지만 입자 [9]물리학에는 후보가 없다.

Baum-Frampton 모델

2007년의 이 보다 최근의 순환 모형은 [7][10]팬텀 에너지라고 불리는 이국적인 형태의 암흑 에너지를 가정하고 있는데, 팬텀 에너지는 부정적인 운동 에너지를 가지고 있고 보통 우주가 빅 립으로 끝나게 할 것이다.이 조건은 가 암흑에너지에 의해 지배되고 에너지 밀도 {\style { } 및 압력 p의 조건 w -1 {\ w} {\} {-을 만족하는 상태 파라미터w {\ w의 우주론적 방정식이 있는 경우 달성됩니다.반면 스타인하르트-Turok은 w로 합니다.Baum-Frampton 모델에서는 빅립이 될 가능성이 있는 경우(10초 이내)의 9조분의 1초 전에 반전되어−24 하나의 패치만 우리의 우주로서 유지됩니다.일반 패치에는 쿼크, 렙톤 또는 힘 전달체가 포함되어 있지 않고 암흑 에너지만 포함되어 엔트로피가 사라집니다.이 훨씬 작은 우주의 수축의 단열 과정은 엔트로피가 지속적으로 사라지는 상태에서 일어나며 반환 전에 분해된 블랙홀을 포함하지 않습니다.

우주가 "빈 공간으로 돌아온다"는 생각은 이 순환 모델의 중심적인 새로운 아이디어이며, QCD와 같은 상전이를 거치는 것뿐만 아니라 과도한 구조 형성, 블랙홀의 증식, 팽창과 같은 수축 단계에서 물질에 직면하는 많은 어려움을 피한다.이들 중 어느 것이든 단순히 열역학 제2법칙을 위반하지 않기 위해 원치 않는 조기 반전을 일으키는 경향이 있습니다.w<- \ w < - 1 \ displaystyle w < - >의 는 엔트로피 문제로 인해 논리적으로 무한 순환 우주론에서 불가피할 수 있습니다.그럼에도 불구하고 접근방식의 일관성을 확인하기 위해서는 많은 기술적 백업 계산이 필요하다.비록 모델이 끈 이론에서 아이디어를 차용하지만, 반드시 끈이나 더 높은 차원에 전념하는 것은 아니지만, 그러한 투기적 장치는 내부 일관성을 조사하는 가장 빠른 방법을 제공할 수 있습니다.Baum-Frampton 모델에서 w의 값은 임의로 -1에 가까울 수 있지만 그보다 작아야 합니다.

기타 순환 모형

  • 로저 펜로즈의 일반 상대성 이론인 등각 순환 우주론은 모든 물질이 부패하여 빛으로 변할 때까지 우주가 팽창한다는 이론입니다. 따라서 우주에는 그와 관련된 시간이나 거리 척도가 없습니다.이 때문에 빅뱅과 같은 상태가 되기 때문에 다음 사이클을 시작합니다.
  • 수축하는 우주 분기와 팽창하는 우주 분지 사이의 "양자 다리"를 예측하는 루프 양자 우주론.

「 」를 참조해 주세요.

물리 우주론:

종교:

레퍼런스

  1. ^ a b R. C. Tolman (1987) [1934]. Relativity, Thermodynamics, and Cosmology. New York: Dover. ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023.
  2. ^ P. H. Frampton (2006). "On Cyclic Universes". arXiv:astro-ph/0612243.
  3. ^ 암흑에너지가 우주를 분열시키고 있다: NASA의 은하 진화 탐험가가 암흑에너지에 대한 혐오감을 발견하다
  4. ^ Mandelbaum, Rachel; Blake, Chris; Bridle, Sarah; Abdalla, Filipe B.; Brough, Sarah; Colless, Matthew; Couch, Warrick; Croom, Scott; Davis, Tamara; Drinkwater, Michael J.; Forster, Karl; Glazebrook, Karl; Jelliffe, Ben; Jurek, Russell J.; Li, I-hui; Madore, Barry; Martin, Chris; Pimbblet, Kevin; Poole, Gregory B.; Pracy, Michael; Sharp, Rob; Wisnioski, Emily; Woods, David; Wyder, Ted (2011). "The WiggleZ Dark Energy Survey: Direct constraints on blue galaxy intrinsic alignments at intermediate redshifts". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 410 (2): 844–859. arXiv:0911.5347. Bibcode:2011MNRAS.410..844M. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17485.x. S2CID 36510728.
  5. ^ P. J. Steinhardt, N. Turok (2002). "Cosmic Evolution in a Cyclic Universe". Physical Review D. 65 (12): 126003. arXiv:hep-th/0111098. Bibcode:2002PhRvD..65l6003S. doi:10.1103/PhysRevD.65.126003. S2CID 1342094.
  6. ^ P. J. Steinhardt, N. Turok (2001). "A Cyclic Model of the Universe". Science. 296 (5572): 1436–1439. arXiv:hep-th/0111030. Bibcode:2002Sci...296.1436S. doi:10.1126/science.1070462. PMID 11976408. S2CID 1346107.
  7. ^ a b L. Baum, P. H. Frampton (2008). "Entropy of Contracting Universe in Cyclic Cosmology". Modern Physics Letters A. 23 (1): 33–36. arXiv:hep-th/0703162. Bibcode:2008MPLA...23...33B. doi:10.1142/S0217732308026170. S2CID 719844.
  8. ^ P. J. Steinhardt, N. Turok (2005). "The Cyclic Model Simplified". New Astronomy Reviews. 49 (2–6): 43–57. arXiv:astro-ph/0404480. Bibcode:2005NewAR..49...43S. doi:10.1016/j.newar.2005.01.003. S2CID 16034194.
  9. ^ P. Woit (2006). Not Even Wrong. London: Random House. ISBN 978-0-09-948864-4.
  10. ^ L. Baum and P. H. Frampton (2007). "Turnaround in Cyclic Cosmology". Physical Review Letters. 98 (7): 071301. arXiv:hep-th/0610213. Bibcode:2007PhRvL..98g1301B. doi:10.1103/PhysRevLett.98.071301. PMID 17359014. S2CID 17698158.

추가 정보

외부 링크