바일 곡률 가설

일반 상대성 이론을 물리 우주론에 적용하면서 발생하는 바일 곡률 가설은 영국의 수학자이자 이론물리학자인 로저 펜로즈가 1979년 논문에서 물리학에서 가장 근본적인 문제들 두 가지에 대한 설명을 제공하기 위해 도입했다. 우리는 가장 큰 관측 규모에서 현저하게 공간적으로 균질하고 물리적 특성이 등방성으로 나타나는 우주를 설명하고 싶다(따라서 간단한 프리드만-르메트르-로버트슨-워커 계량 모델을 고려 할 수 있다.). 다른 한편으로는 열역학 제2법칙의 기원에 대한 심오한 질문이 있다.

펜로즈는 중력장이 엔트로피를 포함한다는 개념이 이 두 가지 문제의 해결 할 수 있는 실마리라고 제안한다. 그는 초기 우주 특이점(빅뱅) 근처에서 우주 중력장의 엔트로피 함량이 극도로 낮았으며(이론적으로 가능했던 것과 비교하여) 이후 단조롭게 증가하기 시작했다고 제안한다. 이 과정은 예를 들어 물질의 응집을 통한 은하와 은하단을 형성에서 그 자체로 나타난다. 펜로즈는 우주의 초기 낮은 엔트로피 함량 또는 과거 가설을 빅뱅 근처의 우주 중력장의 바일 곡률 텐서의 효과적인 소멸과 연관시킨다. 그때부터 그 역학적인 영향이 점차 증가하여 우주의 엔트로피 양이 전반적으로 증가하여 우주론적 시간의 화살을 유도했다고 제안한다.

바일 곡률은 조석력 장 및 중력파와 같은 중력 효과를 나타낸다. 바일 곡률 가설에 대한 펜로즈의 아이디어는 예를 들어 논문들^[1]^[2]^[3]^[4]에서 등방적 초기 우주 특이점의 맥락에서 수학적으로 묘사되었다. 펜로즈는 바일 곡률 가설을 현재 관찰되는 우주가 공간적으로 거의 동질함과 등방적임을 설명하기 위해 우주 팽창(우주의 초기 수명에서 가속 팽창의 가상 단계)에 대한 물리적으로 더 신뢰할 수 있는 대안으로 본다.

같이 보기

각주

↑ S. W. Goode; J. Wainwright (1985). “Isotropic Singularities in Cosmological Models”. 《Class. Quantum Grav.》 2 (1): 99–115. Bibcode:1985CQGra...2...99G. doi:10.1088/0264-9381/2/1/010.
↑ R. P. A. C. Newman (1993). “On the Structure of Conformal Singularities in Classical General Relativity”. 《Proc. R. Soc. Lond. A》 443 (1919): 473–492. Bibcode:1993RSPSA.443..473N. doi:10.1098/rspa.1993.0158.
↑ W. C. Lim; H. van Elst; C. Uggla; J. Wainwright (2004). “Asymptotic Isotropization in Inhomogeneous Cosmology”. 《Phys. Rev. D》 69 (10): 103507 (1–22). arXiv:gr-qc/0306118. Bibcode:2004PhRvD..69j3507L. doi:10.1103/PhysRevD.69.103507.
↑ K. Anguige; K. P. Tod (1999). “Isotropic Cosmological Singularities I. Polytropic Perfect Fluid Spacetimes”. 《Annals of Physics》 276 (2): 257–293. arXiv:gr-qc/9903008. Bibcode:1999AnPhy.276..257A. doi:10.1006/aphy.1999.5946.

[1] S. W. Goode; J. Wainwright (1985). “Isotropic Singularities in Cosmological Models”. 《Class. Quantum Grav.》 2 (1): 99–115. Bibcode:1985CQGra...2...99G. doi:10.1088/0264-9381/2/1/010.

[2] R. P. A. C. Newman (1993). “On the Structure of Conformal Singularities in Classical General Relativity”. 《Proc. R. Soc. Lond. A》 443 (1919): 473–492. Bibcode:1993RSPSA.443..473N. doi:10.1098/rspa.1993.0158.

[3] W. C. Lim; H. van Elst; C. Uggla; J. Wainwright (2004). “Asymptotic Isotropization in Inhomogeneous Cosmology”. 《Phys. Rev. D》 69 (10): 103507 (1–22). arXiv:gr-qc/0306118. Bibcode:2004PhRvD..69j3507L. doi:10.1103/PhysRevD.69.103507.

[4] K. Anguige; K. P. Tod (1999). “Isotropic Cosmological Singularities I. Polytropic Perfect Fluid Spacetimes”. 《Annals of Physics》 276 (2): 257–293. arXiv:gr-qc/9903008. Bibcode:1999AnPhy.276..257A. doi:10.1006/aphy.1999.5946.

[1]

[2]

[3]

[4]