结合无穷

身体上的,物质宇宙已经真正喜欢,久远的时代,宇宙大爆炸后很快吗?有一件事特别:它必须一直hot-extremely热。动能的粒子的运动在当时是如此巨大,完全淹没了粒子的相对微小的剩余能量(E = mc2,粒子的静止质量m)。因此,粒子的静止质量是有效和好零相关的动力学过程而言。以极早期宇宙的内容,包括有效的无质量的粒子。

表达这个问题在不同的方面,我们可以记住,根据目前粒子物理思想[31]关于基本粒子的质量如何,一个粒子的静止质量应该通过一个特殊的机构出现粒子(或者一个家庭的特殊粒子)被称为希格斯玻色子(s)。因此,标准的看法基本粒子的静止质量的起源的自然是有一个量子场与希格斯粒子的效果,通过微妙的量子力学对称性破缺的过程,实际上分配质量其他粒一个质量,他们不会拥有如果不是希格斯粒子。希格斯粒子本身会因此分配自己的特定质量(或者等价,剩余能量)。但在非常早期的宇宙,当温度如此之高,提供的能量大大超过这个希格斯粒子值,将所有粒子,根据标准的想法,事实上已经成为有效质量,像一个光子。

无质量的粒子,我们从§2.3可能记得,似乎没有特别关心整个时空度规的本质,尊重只是其保形(或null-cone)结构。更明确的(小心),让我们考虑主很多粒光子,事实上,今天仍然是无质量的。[32]正确理解光子,我们需要把它们的量子力学的怪异但精确的理论(或者更正确,量子场论,QFT)。我不能进入任何细节的量子场论(虽然我要处理一些基本的量子问题在§3.4);我们主要关心的是物理领域,其中光子提供量子成分。这个字段是麦克斯韦的电磁场张量所描述的F,§2.6中提到。现在,事实证明麦克斯韦场方程完全形不变。这意味着每当我们做相关的替代度规的g形一个g g ^ &

新规(非均匀)新g = ft2 g,在英国《金融时报》是positive-valued顺利不同标量时空(见§2.3),我们可以找到适当的缩放因子F和源头,充电电流向量J,所以,同样的麦克斯韦方程,[3 3]但现在与所有操作定义g而不是g。因此,任何解决方案的麦克斯韦方程,与一个特定的选择正形,去到一个完全对应的解决方案在任何其他选择保形的规模。(这将是更详细地解释在§3.2中,和更充分地在附录A6。)此外,在原始的层面,这基本上是符合量子场论,[34],corr -pondence与粒子(即光子)描述也有戴着帽子的度量g,与单个光子将单个光子。因此,光子本身甚至不通知”,当地的规模变化。

麦克斯韦的理论是,事实上,在这强烈形不变,电磁相互作用两电荷与电磁场也对当地规模的变化。光子,时空及其与带电粒子的相互作用,需要有一个null-cone structure-i.e。一个正形时空结构——为了使他们的方程可以制定,但他们不需要区分一个实际度量从另一个比例因子,与这个给null-cone结构一致。此外,同样的不变性的杨振宁米尔斯方程适用于被认为是治理不仅强烈的交互描述原子核之间的力量(质子、中子,组成夸克)和其他相关强相互作用的粒子,也负责放射性衰变的弱相互作用。数学上,杨振宁米尔斯理论[35]基本上就是麦克斯韦理论与一些“额外的内部指标”(见附录A7),所以单光子被多重态的粒子。强烈的相互作用,称为夸克和胶子的东西各自的类似物的电子和光子的电磁理论。夸克,但不是胶子,是巨大的,群众认为是直接链接到希格斯粒子。标准理论的弱相互作用(称为“electro-weak”理论,电磁理论现在也纳入这一理论),光子被认为是包含三个其他粒子的多重态的一部分,所有这一切都是巨大的,称为W + W、z,这些质量被认为是耦合的希格斯粒子。因此,根据当前的理论,当mass-providing成分移除,在极高的温度回到大爆炸,附近,的确,大约在极高的粒子能量,提出了将达成的LHC(大型强子对撞机)在CERN粒子加速器,总部设在日内瓦,在全功率[36]那时应该恢复完整的共形不变性。当然,这取决于我们的标准理论的细节这些交互是合适的,但这似乎是一个不合理的假设,我们的粒子物理的想法站在那一刻。在任何情况下,即使事实证明(例如当LHC的详细结果

成为了解和理解),事情并不像目前的理论认为,它仍然是可能的,当能量变得越来越高,粒子变得越来越无关紧要,物理过程成为由形不变的法律。

这一切的结果是,接近大爆炸,可能到那一刻,大约10 - 12秒后7[3]当温度超过1016 k,有关物理尺度因子H被认为失明,和保形几何成为了时空结构适合相关的物理过程。8[3]因此,这一切体育活动,在那个阶段,已经对当地规模的变化。在保形伸出大爆炸的图片,根据Tod的提议(§2.6,图2.49),成为一个完全光滑spacelike 3-surface U数学延伸到一个正形的时空在大爆炸之前,体育活动会在数学上一致的方式在时间上向后传播,提供身体明智的照片,看似平静的大规模变化,这个假设pre-Big-Bang地区正在为它依照Tod的提议。见图3.1。

图3.1光子和其他(有效)无质量粒子/字段可以从早期pre-Big-Bang顺利传播到当前道或阶段,相反,我们可以传播粒子/字段信息从发布到pre-Big-Bang阶段。

图3.1光子和其他(有效)无质量粒子/字段可以从早期pre-Big-Bang顺利传播到当前道或阶段,相反,我们可以传播粒子/字段信息从发布到pre-Big-Bang阶段。

可能我们真的认为我们应该把这个假设的区域实际上是身体真实的吗?如果是这样,什么样的时空区域“pre-Big-Bang”阶段可以吗?也许最直接的建议可能是一些宇宙崩溃阶段,在某种程度上能够恢复成一个膨胀的宇宙大爆炸。但这样的照片会否定我一直试图实现这一点。这张照片我们会崩溃pre-Big-Bang阶段以某种方式“目的”以难以置信的精确度在这样一个非常特殊的极限状态,相同的非凡的程度的特殊性,我们发现出现在实际的大爆炸。它将代表

图3.2奇点的类型将在一个通用的崩溃不匹配形光滑低熵大爆炸。

巨大的违反热力学第二定律pre-Big-Bang阶段,与熵减少本身的(相对)极其微小的价值,我们发现在宇宙大爆炸。我们回忆的照片按照第二定律崩溃的宇宙中诱发§2.6。这将是一个彻底black-hole-riddled时空,崩溃

图3.2奇点的类型将在一个通用的崩溃不匹配形光滑低熵大爆炸。

奇点,绝不像一个几何与所需的保形的匹配所需的平滑Tod的提议要求(见图3.2)。当然,有人可能会采用的观点,在pre-Big-Bang阶段,第二定律简单操作及时反过来(参见§1.6的最后一段),但这是非常反对的总体目的企业由这本书。希望找到更像第二定律的“解释”,或至少是某种理由,而不是简单地认定一些荒谬的特殊状态发生在宇宙的历史中(即在“反弹”时刻考虑以上)。此外,事实证明,还有一些数学困难这个特殊的“反弹”的提议,我们应当看到后(§3.3,与杜尔曼radiation-filled宇宙模型;参见附录B6)。

不,让我们尝试一些不同的。让我们试着检查时间的另一端,即什么是预期在极其遥远的将来。根据§2.1中描述的模型中,有一个积极的宇宙学常数(见图2.5),我们的宇宙最终应该适应一个指数扩张,显然相当密切模仿的严格的保形图图2.35中,有一个光滑spacelike未来保形边界\ +。当然,现在我们自己的宇宙拥有某些类型的不规则性,最伟大的地方偏离高度对称FLRW几何被黑洞的存在,尤其是非常巨大的星系中心。然而,按照讨论§2.5,所有黑洞应该最终消失“弹出”(见图2.40图及其严格的保形图。2.41),即使最大的漏洞可能会采取类似的天文数字(例如~ 10100)在这发生之前或更久。

之后很长一段时间,宇宙的物理内容,粒子的数量而言,主要由光子,这些来自红移星光和宇宙微波背景辐射,和霍金辐射,最终带走几乎整个质能众多巨大的黑洞,非常低能光子的形式。但也将重子(引力波的量子成分)来自这样的黑洞之间的近距离接触,尤其是非常大的黑洞在星系中心和这些接触会变成§3.6中我们扮演着至关重要的角色。光子是无质量的粒子,但也是引力子,和这两个可以用来制造一个时钟,依照disscussion§2.3,见图2.21。

也有可能会是一个很好的衡量“暗物质”,不管那神秘物质可能(§2.1,见也为我自己的一般建议§3.2),在某种程度上,这种材料会被黑洞捕获幸存下来。很难看到这样的一种物质,只能通过引力场交互,可以建设一个时钟的价值。然而,采取这样的立场将哲学代表了一种微妙的变化;§3.2中,我们应当看到,这样一个微妙的变化在任何情况下将必要功能的整体图片,我将展示。因此,它又开始看起来可能是正形结构的空间在线咨询,我们的宇宙的终极阶段的扩张,身体是什么有关。

当宇宙进入这显然最后阶段一个很可能会称之为“非常无聊的时代”——没有极大的兴趣似乎留给它做。最激动人心的事件之前,这是最后的最后“弹出”小黑洞的残余,最终消失后(应该)逐渐失去了他们所有的质量通过霍金辐射的缓慢过程。人留下可怕的思想又是漫长的无聊面对的最后阶段我们伟大的宇宙宇宙曾经看起来是如此令人兴奋,充满了迷人的活动非常不同——大多数的活动发生在美丽的星系,用美妙的各种各样的明星,经常伴随行星,其中将那些支持某种生活,异国情调的植物和动物,其中一些有深刻的知识和理解的能力,而深刻的艺术创作的能力。然而,这一切最终会消失。最后渣滓兴奋将不得不等待,等待,等待,也许10100年或更多,最终pop-perhaps的暴力的小炮弹紧随其后的是除了指数进一步扩张,变薄,冷却和排空和冷却,并变薄。直到永恒。这张照片现在所有的宇宙最终在商店吗?

但之后我一直压抑自己的想法,在2005年夏天的一天,另一个想法然后我,就是问:谁会那么无聊,这明显的最终单调吗?肯定不是我们;它将主要是无质量的粒子,如光子和引力子。是很难生了一个光子或graviton-even除了极端未必有这样的实体可以有显著的经验!关键是,根据一个无质量的粒子,时间的流逝是什么。这样一个粒子甚至可以达到永恒(即\ +)在遇到第一个内部时钟的滴答声,见图2.22。有人可能会说,“永恒是没什么大不了的”一个无质量的粒子,如光子或引力子!

把这另一种方式,它会静止质量是建设一个时钟的必要因素,所以如果最终没有在任何静止质量,制造能力的测量时间的流逝会丢失(进行距离测量的能力,因为距离也取决于时间测量;看到§2.3)。事实上,正如我们之前看到的,无质量粒子似乎没有特别关心时空度规的本质,尊重只是其保形(或null-cone)结构。因此,无质量的粒子,最终超曲面\ +代表一个地区的保形时空似乎就像在其他地方一样,和似乎没有酒吧进入一个假想的扩展的保形“另一边”的时空\ +。此外,还有强大的数学结果,主要通过赫尔穆特·弗里德里希的重要工作,9[3]支持的实际正形future-extendability时空,这里正在考虑在一般情况下,必须有一个积极的宇宙常数。

这反映我们的讨论物理学的大爆炸hypersur-face符合Tod的提议。看来,(因为不同的原因)\ +和U -可能会允许正形的顺利扩展时空地区这些过度的其他方面

表面。不仅如此,两侧材料的内容可能是一个本质上无质量物质的物理行为基本上是由形不变方程,这将使这种材料的活动将持续到这两个假设(形)时空的延伸。

一种可能性也许确实浮现。有没有可能我们和U - 1和是一样的吗?也许,保形管汇,我们的宇宙循环圆的,那么,之外就是我们自己的宇宙从大爆炸起源再次启动,U -形伸出,根据Tod的提议。这个想法当然有它的经济吸引力,但我认为可能存在严重困难的一致性,在我自己看来,渲染这个建议难以置信。基本上,这种时空将包含封闭的时间型曲线,因果影响可能导致潜在的矛盾,或至少不愉快的约束行为。这样的悖论或约束取决于连贯的信息能够通过的可能性在吴——超曲面。然而§3.6中我们应当看到,这种事情是一个真正的可能性在计划,我在这里提出的类型,所以这样的封闭的时间型曲线确实有可能导致严重的不一致问题。[310]这样的原因我不建议这个吴”标识。

然而,我建议“其次”,也认为这是一个真实的时空之前U -这是遥远的将来的宇宙之前的阶段,而且还有一个身体真正的宇宙阶段超出我们成为宇宙大爆炸的新阶段。依照这个提议,我将参考阶段开始我们的U -和扩展\ +目前的永旺,我认为宇宙作为一个整体是被视为一个扩展正形歧管组成的(可能是无限的)一系列漫长,每个出现整个宇宙的历史。见图3.3。的”是被识别的U -,每个永旺的延续到下一个在哪里实现,这样,作为一个正形时空结构,连接是完全光滑。

图3.3正形循环宇宙论。(与我的画在图2.5中,我努力不偏见的问题是否宇宙空间打开或关闭)。

读者可能会担心识别一个遥远的未来,在辐射冷却零温度和扩大零密度,big-bang-type的爆炸,辐射已经开始在一个无限的温度和无限密度。但保形“拉伸”在宇宙大爆炸带来无限的密度和温度为有限值,保形“挤压”在无穷远处带来零密度和温度,为有限值。这只是种重新调节,使两个匹配,和拉伸和挤压过程的相关物理两侧完全不敏感。它也会提到相空间T,描述的全部可能状态的所有体育活动的交叉(见§1.3),有一个体积测量形不变,[311]基本措施的原因,当距离减少,相应的动量措施增加(反之亦然),这样一种产品的两个是完全不变的尺度改变(这一事实将在§3.4)对我们具有重要意义。我指这cosmolog-ical计划保形循环宇宙论,缩写为CCC。[312]

继续阅读:B8形不变的民建联算子

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