밀른 모형

Milne model
밀른의 모델은 시공간에서의 "elsewhere"와 함께 과거와 미래의 광원뿔을 포함하는 관측 가능한 우주의 시공간 다이어그램의 특수 상대성 이론의 기술을 따릅니다.

밀른 모형은 [1]1935년 에드워드 아서 밀른이 제안특수 상대론적 우주론 모형이다.이는 0 에너지 밀도 한계에서 수학적으로 FLRW 모델의 특수한 경우와 동등하며 우주론적 원리[citation needed] 따릅니다.밀른 모형은 또한 평평한 민코프스키[citation needed] 공간의 단순한 재파라미터화인 린들러 공간과 유사합니다.

에너지 밀도가 0이고 공간 곡률이 최대 음수이기 때문에 밀른 모델은 우주론적 관측[citation needed] 일관성이 없습니다.우주론자들은 실제로 우주의 밀도 매개변수가 통일성과 일치하고 곡률이 평탄성과[citation needed] 일치하는지 관찰한다.

밀른 미터법

밀른 우주는 보다 일반적인 프리드만-레미트르-로버톤-워커 모형(FLRW)의 특별한[citation needed] 경우이다.Milne 솔루션은 에너지 밀도, 압력 및 우주론적 상수가 모두 0이고 공간 곡률이 [citation needed]음의 값을 요구함으로써 보다 일반적인 FLRW 모델에서 얻을 수 있습니다.이러한 가정과 Friedmann 방정식에서 스케일 인자는 시간 좌표에 [2]선형으로 의존해야 한다.[3]

밀른 우주에서의 공간 곡률 및 빛의 속도를 하나의 지표로 설정하는 것은 초구형 좌표로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

어디에

2개의 sphere를 위한 메트릭입니다.

는 0 ~++\ 사이에서 변화하는 음의 곡률 간격에 대한 곡률 예측 레이디얼 컴포넌트입니다.

밀른 모델이[citation needed] 설명하는 빈 공간은 좌표 변화에 [3]의해 민코프스키 공간의 사건의 광원추 내부와 동일시될 수 있다.

밀른은 일반상대성이론과는 무관하지만 특수상대성이론을 인식하면서 이 모델을 개발했다.그가 처음에 설명한 것처럼, 모델은 공간의 팽창을 가지고 있지 않기 때문에, (특이한 속도에 의한 것을 제외하고) 모든 적색 편이는 가상의 "폭발"과 관련된 열성 속도로 설명된다.그러나 제로 에너지 밀도의 FLRW는 기준의 밀른의 모델에 버전(ρ 돌아선 0{\displaystyle \rho =0})은 바로 수학 equivalence[표창 필요한]면 완전한 일반 상대론적 치료 밀른의 가정을 이용하여 증가하는 척도 인자에 독특한 특징과 공간의 계량 확장 관련된 결과가 나타날 것을 의미한다.한linearly는ncreasing 스케일 팩터(감속 파라미터가 고유 0이기 때문에 모든 시간 동안 스케일 팩터).

관찰과 호환되지 않음

프리드만-로버트슨-워커 우주의 특별한 경우로서의 밀른 모델이 일반 상대성 이론의 해결책이지만, 에너지 함량이 0이라는 가정은 우주에 대한 현실적인 묘사로서의 사용을 제한한다.밀른의 우주는 물질을 묘사하는 능력이 부족할 뿐만 아니라 특정한 우주론적 관찰과 양립할 수 없다.특히 우주론자들이 대안보다 빅뱅 우주론을[citation needed] 지지한다는 증거의 특징인 우주 마이크로파 배경[citation needed] 복사나 풍부한 [citation needed] 원소에 대한 예측은 하지 않는다.

밀른 밀도 함수

밀른은 우주의 밀도가 물질의 초기 외부 폭발로 인해 시간에 따라 변화한다고 제안했다.밀른의 모형은 로렌츠 불변량(사건 t=x=y=z=0 주변)인 불균일 밀도 함수를 가정합니다.Milne의 밀도 분포는 3차원 구형 로바체프스키 패턴을 나타내며, 바깥쪽 가장자리는 빛의 속도로 바깥쪽으로 움직인다.모든 관성 물체는 물질 폭발의 중심에 있다고 인식하고(관측 가능한 우주 참조), 우주 원리의 관점에서 국부 우주를 균질하고 등방성으로 본다.

우주 모델링의 밀도가 0이 아닌 한 밀른의 제안은 대규모 구조와 관련된 통계와 같이 지구 물질 분포에 의해 야기되는 공간의 곡률에 대한 일반 상대성 이론의 예측을 따르지 않는다.

Milne 모델과 다른 모델의 차이점

우주의 물질의 존재를 설명하기 위해, 밀른은 우주의 기하학에 영향을 미치지 않는 물질의 물리적 폭발을 제안했다.이것은 빅뱅정상 상태 모델을 포함한 많은 유명한 우주론 모델의 특징인 공간의 미터법 팽창과는 대조적이다.밀른의 우주는 공간의 지표시간에 의존하지 않는다는 점에서 아인슈타인의 정적[citation needed] 우주와 표면적인 유사성을 공유한다.아인슈타인의 초기 우주론과 달리, 밀른의 제안은 우주론적[citation needed] 척도에 대한 아인슈타인 방정식과 정면으로 배치된다.특수상대성이론은 밀른 우주의 전지구적 성질이 되는 반면 일반상대성이론은 국지적 성질에 국한된다.표준 우주론 모형은 그 반대이고, 대부분의 과학자들과 수학자들은[citation needed] 후자는 자기 정합성이 있는 반면 전자는 수학적으로 불가능하다는 것에 동의한다.

Edward Arthur Milne은 이 모델의 사용을 통해 일종의 사건 지평선을 예측했다: "경계 근처의 입자들은 중심 관찰자가 보는 것처럼 보이지 않는 쪽으로 가는 경향이 있고, 유한 강도의 연속적인 배경으로 희미해진다."지평선은 물리적 물체에 대한 빛의 속도 상한의 결과인 특수 상대성 이론에서 볼 수 있는 길이 수축으로부터 자연적으로 발생한다.밀른의 우주에서는 물체의 속도가 이 상한에 도달하는 반면, 이러한 물체에 대한 거리는 물질의 최초 폭발이 일어난 이후 시간에 곱한 빛의 속도에 근접합니다.이 거리를 넘어서면, 물체는 밀른 우주의 관측 가능한 부분에 있지 않습니다.

밀른이 그의 모델을 제안했을 때, 우주에 대한 관측은 동질적인 형태로 보이지 않았다.밀른에게 이것은 균질한 우주를 요구하는 우주론적 원리에 의존하는 경쟁적인 우주론 모델에 내재된 결함이었다[citation needed]."이러한 전통적인 균질성은 입자의 움직임이 처음 [citation needed]규정될 때만 확실합니다."우주 마이크로파 배경과 소위 "위대한 종말"에서 볼 수 있는 가장 큰 규모의 우주의 동질성에 대한 현재의 관찰과 함께, 우주의 동질성에 대한 질문은 대부분의 관측 우주론자들의 마음속에[citation needed] 자리 잡았다.

메모들

  1. ^ Edward Arthur Milne, 상대성, 중력세계 구조, 옥스포드 대학 출판부, 1935.
  2. ^ Sean M. Carroll (2004). Spacetime and Geometry (1st ed.). Addison-wesley. p. 341. ISBN 0-8053-8732-3.
  3. ^ a b c V. Mukhanov (2005). Physical foundations of cosmology (1st ed.). Cambridge University Press. p. 27. ISBN 0-521-56398-4.
  4. ^ Misner, Thorne, Wheeler (1971). Gravitation (1st ed.). W. H. Freeman and Company. p. 721. ISBN 0-7167-0334-3.{{cite book}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)

레퍼런스

  • Milne Cosmilne cosmology: Why I Keep About It Archive 2006년 9월 12일 Wayback Machine에서 아카이브됨 - Milne 모델에 대한 비기술적인 상세 소개
  • 웨제너, 모겐스 트루비표준 상대성:물리학의 이단 철학 핸드북BoD – Books on Demand, 2016.우주론에서의 영국 전통에 대한 철저한 역사적이고 이론적인 연구, 그리고 밀른의 긴 기념일.