共形サイクリック宇宙論 共形サイクリック宇宙論の概要

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共形サイクリック宇宙論

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/04/03 15:40 UTC 版)

現代宇宙論
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基本構造

ペンローズの理論の基本構造は、開かれたFriedmann-Lemaître-Robertson-Walkerメトリック (FLRW)時空の可算シーケンスを繋げることであり、それぞれがビッグバンに続いて無限の未来膨張を表す。ペンローズは、FLRW時空のあるコピーの過去の共形境界は、適切な共形再スケーリングの後、別のコピーの未来の共形境界に "くっつく "ことができることに気づいた。特に、個々のFLRWメトリック$g_{ab}$は、時間的無限遠ではゼロに近づく共形係数Ωの二乗で乗算される。これは、未来の共形境界を共形規則的な超曲面（現在信じられているように、正の宇宙定数がある場合には、これは空間的である）に効果的に「押しつぶす」ことができる。その結果、アインシュタインの方程式の新しい解が得られ、それはペンローズが宇宙全体を表すものとし、ペンローズが「アイオーン」（aeon）と呼ぶ一連のセクタで構成されている。

共形サイクリック宇宙論の仮説では、すべての有質量粒子は、他のすべての粒子から広く離れすぎて消滅してしまう粒子も含めて、最終的には消滅することになる。ペンローズが指摘しているように、陽子の崩壊は、標準理論の様々な推論的拡張の中で考えられている可能性だが、観測されたことはない。さらに、すべての電子も崩壊するか、電荷や質量を失うかしなければならず、通常の推論では許容されない。

物理的な意味合い

素粒子物理学におけるこの構造の重要な特徴は、ボース粒子が共形不変量子論の法則に従うので、再スケーリングされたアイオーンにおいても、以前のFLRWのアイオーンと同じように振る舞うということである（古典的には、これは共形再スケーリングの下で光錐構造が保存されることに対応する）。このような粒子では、アイオーン間の境界は境界ではなく、他の粒子と同じように渡ることができる空間的な表面にすぎない。ペンローズによれば、フェルミ粒子はブラックホールの蒸発の間に不可逆的に放射線に変換されなければならず、アイオーン間の境界の滑らかさを維持することができない。

ペンローズの宇宙論の曲率特性は、宇宙論の他の側面にも便利である。第一に、アイオーン間の境界はワイル曲率仮説を満たしており、統計力学や観測で要求されるある種の低エントロピーな過去を規定している。第二に、ペンローズは、アイオーン間の境界には、ある量の重力放射が保存されているはずだと計算した。ペンローズは、この余分な重力放射が、暗黒エネルギー物質場に訴えなくても、観測された宇宙加速を説明するのに十分であることを示唆している。