双子宇宙の宇宙論 物質の幽霊の天体物理学.3 : 放射時代:宇宙の「起源」の問題。 初期宇宙の均一性の問題。(p6)
図。8 : 温度の比較的な変化。
- 宇宙の起源の問題。
この新しい放射時代の記述に応じて、以前の研究([4]、[5]、[6])に示されているように、エントロピーはもはや一定ではない。
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詳細な計算については参照[6]を参照のこと。この以前の研究に示されているように、この放射時代においてエントロピーを時間パラメータとして選ぶと、計量テンソルは次のように共形的に平坦になる:
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起源はs = - ¥ に対応する。ここで、sは1バリオン当たりのエントロピーであり、いわゆる「共形時間」Log tに等しい。この新しい時間の指標を用いることで、「初期特異点」は消失する。
遠い過去(初期宇宙)を振り返ると、すべての粒子が相対論的速さで移動しているため、時間を測るための時計を定義することが困難になる。冷たい時計を考案することが疑問視される。2つの質量が共通の重心の周りを回転する系を考える:
図。9 : 基本的な時計。
この時計が膨張過程で破壊されないと仮定し、過去の遠い時代(t = tcrから宇宙時間の仮想的な起源t = 0まで)にどれだけの回転が発生したかを計算する。上記より:
(79)
R » t 2/3 G » t - 2/3 m » t 2/3
軌道の周期、つまり時計の周期は次のようになる:
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回転の回数は:
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(t1がゼロに近づくと無限大に近づく)。驚くことに、私たちは再び1バリオン当たりのエントロピーsを再確認する。この系の回転が宇宙の進化の出来事と見なされるならば、今日と時間の指標t = 0で定義された時代の間には無限の出来事が存在する。
宇宙を物語る本に例えれば、時間はその本の厚さである。著者の意図を知るために最初のページに到達したい。しかし、ページを戻って読もうとするが、重要な質問は本の厚さではなく、その中に含まれるページ数である。ページは出来事である。この新しい時間の定義によれば、ページを戻すとページはどんどん薄くなっていく:本には無限のページが含まれているため、序文に到達することは不可能になる。
- インフレーション理論の代替案。
古典的には、宇宙の視界Hは、cを絶対定数としてctで定義される。これは矛盾を生じる、なぜなら初期宇宙は非常に均一である(CMBまたは宇宙背景)からである。特徴的な距離R(t)(例えば粒子間の平均距離)を視界Hと比較すると、次のようになる:
**図。**10 : 宇宙の特徴的な長さの進化と エインシュタイン・デ・シッターモデルにおける宇宙視界の比較。
現在のモデルでは、宇宙視界は次の積分となる:
(82)
**図。**11 : 宇宙の特徴的な長さRの進化と 放射時代における宇宙視界の比較:同じ時間的変化。
宇宙の進化の全過程において、視界H(t) » R(t)となるため、放射時代において均一性が保証される。これはインフレーション理論の代替案であり、現在の唯一の正当性は初期宇宙の現在の均一性である。