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루프 양자 우주론

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1. 개요

루프 양자 우주론은 양자 기하학을 사용하여 빅뱅을 빅 바운스로 대체하는 이론이다. 이 이론의 핵심은 양자 진화에 대한 유효 시공간 묘사이며, 유효 역학 접근법을 통해 플랑크 척도와 초기 우주의 물리학을 설명한다. 유효 역학은 루프 양자 우주론의 전체 역학에 대한 근사치를 제공하며, 늦은 시간에 큰 양자 요동이 있는 경우를 제외하고는 일반 상대성 이론과 일치하는 거시적 우주를 설명한다. 한편, 물질을 포함하는 기하학이 척도 불변성을 가질 경우, 루프 양자 기하학은 이산 간격이나 최소 크기를 가지지 않으며, 이는 시간의 문제, 이미르지 모호성, 그리고 기본적 커플링의 계층 문제를 해결하기 위해 제시되었다. 규모 불변 루프 양자 우주론에서는 빅뱅이 양자 바운스로 대체되지 않는다.

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루프 양자 우주론
루프 양자 우주론 개요
유형양자 중력
파생루프 양자 중력
설명우주의 양자 중력 효과
주요 특징빅뱅 특이점 해결
이산적인 공간-시간 구조 예측
양자 요동의 증폭을 통한 우주 구조 형성 메커니즘 제공
주요 개발자
주요 개발자마틴 보조발트
아바이 아슈테카르
예르지 레반도프스키
토마스 티만
카를로 로벨리
리 스몰린
크리스 이샴
피터 슈마테플라이터
관련 이론
관련 이론양자 중력
루프 양자 중력
우주론
일반 상대성 이론
양자장론
주요 개념
주요 개념양자 기하학
스핀 네트워크
바운스 우주
홀로노미
역 격자 수정
밀도 행렬
슈퍼해밀토니안
티만-카슬러 연결
수학적 구조
수학적 구조힐베르트 공간
연산자 대수
차분 방정식
함수 해석학
실험적 검증
실험적 검증우주 마이크로파 배경
중력파
대규모 구조
미해결 문제
미해결 문제완전한 물리적 힐베르트 공간의 구성
고전적 극한과의 연결
관측과의 일치
블랙홀 특이점 해결
참고 문헌
참고 문헌'Loop Quantum Cosmology: A brief review' ([1612.01236] Loop Quantum Cosmology: A brief review)
'Critical Evaluation of Common Claims in Loop Quantum Cosmology' (doi:10.3390/universe6030036)
'Testing loop quantum cosmology' (doi:10.1016/j.crhy.2017.02.004)
'Loop quantum cosmology and singularities' (doi:10.1038/s41598-017-06616-y)
'Effective Field Theory of Loop Quantum Cosmology' (doi:10.3390/universe5020044)
'Loop Quantum Cosmology: An Overview' (doi:10.1007/s10714-009-0763-4)
'Loop Quantum Cosmology' (doi:10.12942/lrr-2005-2)

2. 루프 양자 우주론의 빅 바운스

양자 기하학으로 인해, 빅뱅은 물질의 내용이나 미세 조정에 대한 어떠한 가정 없이 빅 바운스로 대체된다. 루프 양자 우주론의 중요한 특징은 근본적인 양자 진화의 유효 시공간 묘사이다.[10]

2. 1. 유효 역학 접근법

LQC에서 플랑크 규모와 초기 우주의 물리학을 설명하기 위해 유효 역학 접근법이 널리 사용된다. 정밀한 수치 시뮬레이션은 전체 루프 양자 역학에 대한 탁월한 근사치를 제공하는 유효 동역학의 유효성을 확인했다.[23] 상태가 늦은 시간에 아주 큰 양자 요동을 갖는 경우, 즉 일반 상대성 이론으로 설명되는 거시적 우주로 이어지지 않는 경우에만 유효 역학은 바운스 근처의 양자 역학과 후속 진화에서 벗어남을 나타낸다. 이러한 경우 유효 동역학은 바운스에서 밀도를 과대 평가하지만 여전히 정성적 측면을 아주 잘 포착한다.[23]

빅 바운스 우주의 삽화

3. 규모 불변 루프 양자 우주론

물질을 포함하는 기본 시공간 기하학이 척도 불변성을 가지면, 루프 양자 기하학에는 명확한 이산 간격이나 최소 크기가 존재하지 않게 된다.[26][27] 이는 시간의 문제, 이미르지 모호성[24] 및 기본 결합의 계층 문제[25]를 해결하기 위해 제안되었다.[12] 결과적으로 규모 불변 루프 양자 우주론에서 빅뱅은 양자 바운스로 대체되지 않는 것으로 나타났다.[26]

3. 1. 빅뱅 특이점 문제 해결

물질을 포함하는 기본 시공간 기하학이 척도 불변성을 가지면, 그 결과 루프 양자 기하학에는 명확한 이산 간격이나 최소 크기가 없다.[26][27] 이는 시간의 문제, 이미르지 모호성[24] 및 기본적 커플링의 계층 문제[25]를 해결하기 위해 제안되었다.[12] 결과적으로 규모 불변 루프 양자 우주론(LQC)에서 빅뱅은 양자 바운스로 대체되지 않는 것으로 나타났다.[26]

참조

[1] arXiv "[1612.01236] Loop Quantum Cosmology: A brief review"
[2] 간행물 Critical Evaluation of Common Claims in Loop Quantum Cosmology
[3] 간행물 Testing loop quantum cosmology
[4] 간행물 Loop quantum cosmology and singularities
[5] 간행물 Effective Field Theory of Loop Quantum Cosmology
[6] 간행물 Loop Quantum Cosmology: An Overview
[7] 간행물 Loop Quantum Cosmology 2005
[8] 문서 "On (Cosmological) Singularity Avoidance in Loop Quantum Gravity"
[9] 문서 "Unboundedness of Triad – Like Operators in Loop Quantum Gravity"
[10] 간행물 Loop quantum cosmology and the fate of cosmological singularities https://astron-soc.i[...] 2017-12-03
[11] 간행물 Immirzi parameter without Immirzi ambiguity: Conformal loop quantization of scalar-tensor gravity https://link.aps.org[...] 2017-10-05
[12] 간행물 Gravity, scale invariance and the hierarchy problem 2018-10-03
[13] 간행물 Quantization of time and the big bang via scale-invariant loop gravity 2020-01-10
[14] 간행물 Closing the gaps in quantum space and time: Conformally augmented gauge structure of gravitation https://link.aps.org[...] 2018-12-28
[15] 저널
[16] 저널
[17] 저널
[18] 저널
[19] 저널
[20] 저널
[21] 문서 "On (Cosmological) Singularity Avoidance in Loop Quantum Gravity"
[22] 문서 "Unboundedness of Triad -- Like Operators in Loop Quantum Gravity"
[23] 저널 https://astron-soc.i[...] 2017-12-03
[24] 저널 https://link.aps.org[...]
[25] 저널
[26] 저널
[27] 저널 https://link.aps.org[...]



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