Global structure of the multiverse and the measure problem
暴胀宇宙学中一个尚未解决的问题是，在永恒暴胀的多元宇宙中，可能发生的不同类型事件的概率分配。我们探讨的可能性，这个“措施问题”的决议可能依赖于非标准动力学在高曲率的地区。特别是，在具有负真空能量密度的气泡中发展的“大紧缩”奇点可能导致反弹，其中收缩被暴胀膨胀所取代。类似地，黑洞内部的奇点可能是通往其他膨胀真空的入口。这将极大地影响多元宇宙的全球结构。我们考虑一个措施的基础上进行了无数次的通道，通过紧缩的探测测地线。这可以被认为是一个永恒的“观察者”的世界线，以有序的方式收集数据。这个观察者的措施是独立的初始条件，并没有遭受与选择一个截止面的模糊性。
2013-01-06 gr-qc hep-th
Freak observers and the measure of the multiverse
我认为，在基于口袋的多重宇宙测量中，$P_j=p_j f_j$的因子$p_j$应该被解释为平衡德西特真空涨落的原因，而选择因子$f_j$则解释了由于这种涨落导致的非平衡过程而形成的观察者的数量。我表明，这种提法并没有受到怪胎观察员（也被称为玻尔兹曼大脑）的问题。
2006-12-13 hep-th
4-volume cutoff measure of the multiverse
在一个永远膨胀的多元宇宙中，除非我们指定概率测度，否则预测是毫无意义的。标度因子截断也许是避免灾难性问题（如引力悖论、失控问题和玻尔兹曼脑问题）的最简单和最成功的措施，但在宇宙学常数为负的收缩区域中，标度因子截断并没有很好的定义。在本文中，我们提出了一个新的措施，具有类似的比例因子截止，这是定义良好的无处不在的性质。该措施被定义为一个截断的4-体积由无穷小的同动邻域在一个类时测地线的同余。在这种测量中，宇宙学常数和曲率参数的概率分布与标度因子截止值的概率分布相似，并且与观测结果吻合得很好。
2019-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measures for a Multidimensional Multiverse
我们探讨的现象学的影响，推广措施，一个多维的多元宇宙。我们考虑一个简单的模型，其中真空是从一个$D$维的父时空通过额外的维度的动力学紧化成核，并计算几何贡献的概率分布的观察在多重宇宙中的每一个措施。然后，我们研究了这种概率分布的形状如何依赖于观察者存在的时间尺度，真空支配，曲率支配（分别为$t_{obs}, t_Λ,$和$t_c$）。在这项工作中，我们限制自己的泡沫与积极的宇宙学常数，$Λ$。在因果补丁截止的情况下，当泡沫宇宙具有$p+1$大空间维度与$p \geq 2$，概率分布的形状是这样的，我们得到的时间尺度$t_{obs} \sim t_Λ \sim t_c$的重合。此外，宇宙学常数的大小与景观的大小有关。然而，与$p \geq 3$相比，概率分布的确切形状在$p = 2$情况下是不同的。在脂肪测地线测量的情况下，结果甚至更加稳健：概率分布的形状对于所有$p \geq 2$都是相同的，并且我们再次获得重合$t_{obs} \sim t_Λ \sim t_c$。这些结果只需要非常温和的条件下，在景观中的真空分布的先验概率。我们的工作表明，即使当多元宇宙被推广为多维时，观测到的时间尺度的双重重合也是一个可靠的预测;这种重合不是我们特定宇宙是（3+1）维的结果;并且这种可观测性不能用来在多维多元宇宙中优先选择一个度量。
2014-11-16 gr-qc hep-th
Holographic multiverse and the measure problem
我们讨论的对偶性，阐明在早期的工作，之间的波函数的多重宇宙和三维欧几里德理论的未来边界的时空。特别地，我们讨论了边界度量的选择和边界上的UV截止尺度xi与体中定义波函数的超曲面Sigma之间的关系。我们建议，在限制的xi去0这些超曲面应被用作截止面的多重宇宙措施。此外，我们认为，在缓慢变化的哈勃率H的时空膨胀区域的超曲面σ是表面的常数共动视视界（CAH）。最后，我们介绍了一种测量处方（称为CAH+），它似乎没有病理特征，并与缓慢变化的H区域中的恒定CAH截止值相吻合。
2011-05-24 hep-th
Watchers of the multiverse
暴胀宇宙学中一个尚未解决的问题是，在永恒暴胀的多元宇宙中，可能发生的不同类型事件的概率分配。我们探讨的可能性，这个“措施问题”的决议可能依赖于非标准动力学在高曲率的地区。特别是，“大紧缩”奇点在未来边界的泡沫与负真空能量密度可能会导致反弹，其中收缩被取代的暴胀膨胀驱动的不同的真空景观。类似地，黑洞内部的奇点可能是通往其他膨胀真空的入口。这将极大地影响膨胀的多元宇宙的全球结构。我们考虑一个措施的基础上进行了无数次的通道，通过紧缩的探测测地线。这可以被认为是一个永恒的“观察者”的世界线，以有序的方式收集数据。我们比较这与以前的方法来衡量的问题。观察者的测量与初始条件无关，并且不会受到与截止面选择相关的模糊性的影响。通过紧缩的另一个潜在好处是，观察者收集的观察结果可能很容易偏离遍历性，在非常一般的景观中。这可能会大大缓解玻尔兹曼脑优势的问题。
2013-04-24 gr-qc hep-th
Bubble collisions and measures of the multiverse
为了计算观测者在一个永恒膨胀的多重宇宙中看到的气泡碰撞谱，必须在发散的时空体积上选择一个测度，包括选择一个“初始”超曲面，在该超曲面之下没有气泡成核。以前的计算集中在初始超曲面被任意地推到过去的情况下。有趣的是，观测到的光谱取决于初始超曲面的方向，然而人们观察这种效应的能力随着气泡内外的哈勃膨胀率的比值而迅速下降。我们研究在更一般的情况下，特别是将观察者的气泡放置在初始超曲面附近，是否可以避免这个结论。我们发现它不是。作为一个参考点，一个实质性的附录回顾了永恒通货膨胀的测量问题的相关方面。
2011-12-13 hep-th
The CMB and the measure of the multiverse
在永恒暴胀的背景下，宇宙学的预言依赖于选择何种尺度来调节发散的时空体积。暴胀扰动的频谱也不例外，正如我们通过比较胖测地线和因果补丁措施的预测。为了突出测量的效果--与任何可能的真空景观相关的效果相反--我们采用宇宙学模型，包括暴胀模型。我们还对伴随测量的平均CMB温度进行了调节。这两个措施预测1点的期望值规范不变的牛顿势，它采取的形式（尺度依赖）的？，除了相关的贡献3点关联函数，与这些量的详细形式之间的措施不同。然而，对于这两种措施，两种影响都在宇宙方差范围内。我们的研究结果表明，该措施的理论相关性，并在同一时间验证标准的通货膨胀预测的背景下，永恒的通货膨胀。
2012-11-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Boundary definition of a multiverse measure
我们建议通过将整体中的后期截止与未来边界上的短距离截止相关联来调节永恒通货膨胀的无限性。一个事件的光锥时间是根据它在边界上的未来光锥的体积来定义的。我们寻求一个内在的定义边界体积，使没有参考散装结构。这需要驯服未来边界的分形几何，并解除保形因子的模糊性。我们建议在边界Ricci标量为常数的共形框架中工作。我们探讨这个建议在泡沫宇宙的FRW近似。值得注意的是，我们发现未来的边界成为一个圆形的三球，在所有尺度上光滑的度量。我们的截止产生相同的相对概率作为以前的建议，定义边界体积沿类时测地线投影到散装。此外，它相当于一个合奏的因果补丁定义没有参考散装测地线。因此，它产生了一个全息动机和现象学上成功的永恒通货膨胀的措施。
2010-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Boltzmann brains and the scale-factor cutoff measure of the multiverse
为了预测一个永远膨胀的“多重宇宙”，人们必须采用一种调节其发散时空体积的方法。最近，对这种时空测量的一个新的检验出现了：正常的观察者--他们在从热的大爆炸条件冷却下来的口袋宇宙中进化--在数量上一定不能被“玻尔兹曼脑”远远超过--“玻尔兹曼脑”是一种由于罕见的量子涨落而突然出现和消失的反常观察者。如果玻尔兹曼大脑占了上风，那么随机选择的观察者极有可能被一个空的世界所包围，在那里，除了真空能量之外，所有的能量都红移了，而不是我们观察到的丰富结构。使用尺度因子截断测量，我们计算玻尔兹曼大脑与正常观察者的比例。我们发现的比例是有限的，并给出一个表达式，它在玻尔兹曼脑成核率和真空衰减率。我们讨论的条件，这些利率必须遵守的比率是可以接受的，我们讨论的各种假设下的利率估计。
2010-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantifying the potential and flux landscapes for nonequilibrium multiverse, a new scenario for time arrow
我们提出了一个新的非平衡多元宇宙的方案。我们量化了Bousso-Polchinski型多元宇宙的潜在景观和通量景观。潜在的景观量化了每个宇宙的重量。当具有零（平坦）或负宇宙学常数（AdS）的终端真空有机会通过最近的研究所提出的反弹隧道回到具有正宇宙学常数（dS）的正常宇宙时，多重宇宙中粒子数的细致平衡可能被打破。我们发现，细致平衡打破的程度可以量化的潜在的平均通量和相关的通量景观，这给了不可逆性和时间箭头的动力学起源。我们还表明，多元宇宙的稳定状态是由与通量相关的熵产生率量化的热力学成本维持的。这就产生了时间不可逆性的热力学起源。我们表明，终端真空宇宙可以有主导权或最低的潜力，从而产生一个漏斗形的潜在景观，而终端真空宇宙与其他正常的宇宙，包括我们可以形成主导周期，从而产生一个漏斗形的周期流量景观。这表明，即使我们的宇宙在概率测度上也可能与其他宇宙没有区别，但它可能处于主导周期中，导致被发现的几率更高。这可能为确定我们的宇宙提供了超越人类学原则的另一种方法。
2020-11-30 gr-qc hep-th
Predictions from Star Formation in the Multiverse
我们计算景观中的三变量概率分布，同时扫描宇宙学常数、原始密度对比度和空间曲率。我们考虑两种不同的措施，调节永恒的通货膨胀的分歧，和三个不同的模型的观察者。在一个模型中，观测者的出现与恒星产生的熵成正比;在另一个模型中，观测者在恒星形成后的固定时间（50亿或100亿年）出现。恒星形成率，这是我们所有观测模型的基础，敏感地依赖于三个扫描参数。我们采用了最近开发的模型，在多元宇宙中的恒星形成，一个相当大的改进，在以前的治疗不同的口袋宇宙的天体物理和宇宙学性质。对于观察者模型和测量的每个组合，我们显示所有单变量和双变量概率分布，其余参数保持固定和边缘化。我们的结果仅弱依赖于观察者模型，但更强烈的措施。使用因果菱形测度，观察到的参数值（或边界）位于我们计算的几乎所有概率分布的中心$2σ$内，并且总是在$3σ$内。考虑到参数空间的大尺寸和维度，这一成功是令人鼓舞的，而且相当重要。因果补丁措施给出了类似的结果，只要曲率可以忽略不计。如果曲率占主导地位，因果补丁会导致一种新的失控：它更喜欢宇宙学常数的负值，在景观中具有最小的星等。
2009-07-28 hep-th
Geocentric cosmology: a new look at the measure problem
我们发现，大多数截断措施的多重宇宙违反概率论的一些基本性质时，反复应用于预测的结果，本地的实验。从最小的假设出发，如马尔可夫性质，我们导出了宇宙学测度和量子场论在一个较小维度上的对应关系。这种对应关系使我们能够用一个有限的因果连通区域来代替一个无限多重宇宙的图景，这个区域是给定的观察者可以接触到的，并结合定义在其过去边界上的欧几里得理论。
2011-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Predicting the cosmological constant with the scale-factor cutoff measure
众所周知，从一个宇宙学常数λ的先验分布平坦的景观中进行人择，可以得到与观测值合理的拟合。然而，多重宇宙的现实模型具有随时间发散的物理体积，并且预测的Lambda分布取决于时空体积如何调节。我们研究了一个简单的多重宇宙模型，其概率由尺度因子截止值调节，并计算了由此产生的分布，同时考虑了Lambda的正值和负值。计算结果与观测结果吻合较好。特别是，比例因子截断强烈抑制了λ值大于观测值约10倍的概率。我们还讨论了标度因子截断的几个定性特征，包括曲率参数Ω和原始密度对比度Q的分布。
2008-05-15 astro-ph hep-ph hep-th
What can the observation of nonzero curvature tell us?
永恒膨胀的多元宇宙提供了一个一致的框架来理解宇宙中的巧合和微调。因此，它提供了找到另一个巧合的可能性：如果缓慢膨胀的量仅略高于人择阈值，那么空间曲率可能是可测量的。我们研究这个问题的细节，特别是集中在这个问题上：“如果未来的观测显示非零曲率，我们可以得出什么结论？“我们发现，一个可观察到的信号是否出现，关键取决于三个问题：可观察到的暴胀之前的宇宙历史，用来定义概率的度量，以及潜在的隧穿和慢滚部分之间的相关性的性质。我们发现，如果未来的测量在Ω_k <-10 ^-4处发现正曲率，那么永恒膨胀的多重宇宙框架就被排除在外。如果测量结果在Ω_k > 10^-4时显示为负曲率，那么我们可以得出结论：（1）扩散（新的或混乱的）永恒的膨胀并没有发生在我们最近的过去;（2）我们的宇宙是由气泡成核而诞生的;（3）概率测度并不奖励体积的增加;（4）观测到的慢卷暴胀的起源是势能的一个偶然特征，而不是由于理论机制。如果发现Ω k > 10^-4，也会给我们提供关于隧穿和慢滚之间相关性的重要信息;例如，在某些测量中，有利于大N的强相关性将被排除在外。我们还询问了当前对Ω_k的约束是否与多重宇宙期望一致，发现答案是肯定的，除了某些情况。在这项工作的过程中，我们被引导去考虑真空衰变的分支比，并发现衰变更可能是由一个单一的通道所主导。
2012-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of the CAH+ measure
CAH+测度通过构造一个恒定共动视视界（CAH）的表面，然后移除该表面上所有点的未来光锥（后一个规定由测度名称中的“+”表示），来调节多重宇宙的无限时空体积。这个测度的动机是多重宇宙的主体与其未来无穷之间的双重性，以及因果性条件，要求测度的截止面应该是类空的或为零。在这里，我们调查CAH+措施的现象学，并发现它没有遭受任何已知的病理。由该测度得到的宇宙学常数λ的分布与观测值符合得很好，暴胀e折叠数的分布满足观测约束。CAH+测量在λ为零或负值时不表现出任何“失控”行为，最近已经证明这会影响许多其他测量。
2011-09-20 hep-th
The distribution of Omega_k from the scale-factor cutoff measure
我们的宇宙可能包含在一个不断膨胀的多元宇宙中的一个分散的泡沫中。一个有希望的措施来调节这样一个多元宇宙的发散时空体积是标度因子截止，其中一个特点是泡沫没有奖励有一个较长的持续时间的慢卷膨胀。因此，根据像我们这样的气泡中暴胀的e折叠数的景观分布，我们可能希望测量时空曲率。我们研究了最近提出的一个景观中的通货膨胀卡通模型，并发现我们宇宙中的曲率远高于宇宙方差预期值的合理机会（约10%）。人择选择并不强烈地选择像观测到的那样小的曲率（相对较大的值），这意味着曲率的观测界限可以用来排除通常给出太少通货膨胀的景观模型。
2009-12-18 astro-ph.CO hep-th
Computational complexity of the landscape II - Cosmological considerations
我们提出了一种新的方法，基于计算复杂性的多重宇宙分析，这导致了一个新的家庭的“计算”措施的因素。通过将宇宙学定义为包含具有特定性质的真空的时空（例如小的宇宙学常数）加上时间演化如何产生真空的规则，我们可以将多元宇宙中的全球时间与模拟它的超级计算机上的时钟时间联系起来。我们认为，这台超级计算机模拟的早期宇宙动力学的“有限计算复杂性”原则，这转化为一个全球性的措施，用于调节永恒的通货膨胀。时间演化的规则可以被看作是一种搜索算法，其细节应该受到更强的“最小计算复杂性”原则的约束。“与以前研究的全球措施不同，我们避免了标准的平衡考虑和玻尔兹曼大脑和愚蠢悖论的著名问题。我们还给出了宇宙学的计算复杂性的各种定义，并认为只有少数几个自然的复杂性类。(v2：提交出版的版本：澄清了第5.3节;添加了参考文献）（v3：添加了对勉强适宜的真空的讨论。版本出现在物理学年鉴）
2018-03-16 gr-qc hep-th
A volume-weighted measure for eternal inflation
我提出了一个新的体积加权概率测量宇宙学的“多元宇宙”的情况下，涉及永恒的通货膨胀。“再热体积（RV）截止”计算在条件为有限的再热超曲面的一部分上可观测量的分布。RV测度是规范不变的，不受“膨胀悖论”的影响，并且与暴胀开始时的初始条件无关。在含有标量暴胀子的慢卷暴胀模型中，RV调节的概率分布可以通过求解非线性扩散方程得到。我讨论了可能的应用程序的新措施，以“景观”的情况下，气泡成核。作为示例，我在一个简单的玩具景观中计算RV度量的预测。
2008-07-10 astro-ph gr-qc hep-th
Reheating-volume measure for random-walk inflation
最近提出的“再热体积”（RV）措施有望解决长期存在的问题，从宇宙学的“多元宇宙”的情况下提取概率预测涉及永恒的通货膨胀。我给出了一个详细的描述，新的措施和它的应用程序的一般模型的永恒的通货膨胀的随机游走类型。对于这些模型，我推导出RV调节的概率分布，适用于数值计算的一般公式。我证明了随机游走模型中RV截断的结果总是规范不变的，并且与暴胀开始时的初始条件无关。在一个玩具模型中，相等的时间截止导致“不确定性悖论”，RV截止产生无偏的结果，这是不同于以前提出的措施。
2008-08-20 astro-ph gr-qc hep-th
Towards a non-anthropic solution to the cosmological constant problem
许多概率措施在多重宇宙指数依赖于一些可观察到的参数，从而产生潜在的问题，如偏置，Q-灾难等，在本文中，我们探讨了一种可能性，即指数失控的依赖不应被视为一个问题，但作为一个功能，可以帮助我们解决所有参数的景观，包括宇宙学常数的值，而不使用人择的考虑。
2010-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating-volume measure in the landscape
我最近提出了“再加热体积”（RV）处方作为“多元宇宙”宇宙学中测量问题的可能解决方案。这项工作的目标是扩展RV措施涉及气泡成核的情况下，如弦论景观。在RV处方的精神，我建议计算分布的可观测量的景观，条件是在概率成核有限总数的泡沫的未来的初始泡沫。不同类型的气泡的相对数量的一般公式可以推导出来。我表明，RV措施是明确的，并独立于初始气泡类型的选择，只要该类型支持进一步的气泡成核。将RV测量应用于一般景观，我发现玻尔兹曼大脑的丰度与同一类型气泡中普通观察者的丰度相比总是微不足道。作为一个例子，我提出了明确的结果，一个玩具景观包含四个真空状态和景观与一个单一的高能量真空和大量的低能量真空。
2008-10-09 astro-ph gr-qc hep-th
Negative vacuum energy densities and the causal diamond measure
可以说，景观图像的一个主要成功是预测了一个小的，非零的真空能量密度。这一预测的细节部分取决于多元宇宙的发散时空体积是如何被调节的，这是一个尚未解决的问题。其中一个建议，因果钻石措施，已经证明了许多现象学上的成功，包括预测正真空能量密度的分布与观察吻合得很好。然而，在弦的图景中，真空能量密度会有正的和负的值。我们发现，因果钻石测度与这样一个景观中的观测结果不太吻合--特别是，99.6%的星系观测者似乎就像我们测量的真空能量密度比我们测量的要小，他们中的大多数测量的真空密度都是负数。
2009-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Volume Weighting the Measure of the Universe from Classical Slow-Roll Expansion
早期宇宙宇宙学中最令人沮丧的问题之一是，如何协调弦论和它最可信的高能兄弟--永恒暴胀--中的大量宇宙选择。这些宇宙共同产生了弦景观，而经过微调的宇宙数量相对较少，它们经历了大规模的膨胀，可以容纳观测者，特别是星系。我们表明，这样的意见是非常有利于任何系统，其中物理参数分布在一个高能量的规模，由于守恒的刘维尔措施和规范的体积性质，渐近接近一个大的各向同性膨胀期的特点是$w=-1$。我们的解释预测，在可预见的未来，所有偏离$w=-1$的观测探测都注定要失败。本文的目的不是介绍一个新的措施的多重宇宙，而是要显示什么也许是最自然和众所周知的措施，体积加权，出现作为一个结果的守恒的刘维尔措施相空间在经典的慢卷膨胀。
2016-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
