On the time arrows, and randomness in cosmological signals
时间之箭--物理学的、宇宙学的、电磁学的、量子力学的、心理学的--是自然的基本属性。对于一个量子系统浴封闭系统的解相关的初始条件和无记忆(马尔可夫)动力学概述的必要条件出现的箭头。那么,由于浴的存在,系统根据非幺正动力学演化的箭头的出现是有限可观测性的结果,我们推测可观测宇宙中的箭头是由充当浴的暗扇区决定的。大尺度物质分布中的空洞导致了零测地线的双曲性,并可能产生观测结果。
2013-02-21 astro-ph.CO gr-qc
The Arrow of Time Forbids a Positive Cosmological Constant $Λ$
受暗能量证据越来越多的启发,我们在这里探索一个基本的宇宙学常数$Λ$对我们宇宙的影响。我们表明,当一个纯粹的DeSitter状态的引力熵最终战胜物质时,那么我们宇宙中的热力学时间箭头必须在哈勃时间的尺度上逆转。我们发现,由于引力和非局域纠缠的动力学,一个有限大小的系统,如一个DeSitter补丁与视界大小$H_0^{-1}$有一个有限的寿命$Δt$。这种现象是由动态引力不稳定性引起的,这种不稳定性在DeSitter时期发展并变成灾难性的。一个反向的时间箭头显然与观察不一致。因此,我们可以得出结论:自然界禁止基本的$Λ$。否则,当$Λ$主导宇宙膨胀时,广义相对论必须在IR区域进行修正。
2007-04-20 astro-ph gr-qc hep-ph
The decoherence and interference of cosmological arrows of time for a de Sitter universe with quantum fluctuations
我们考虑的叠加的惠勒-德威特方程的两个半经典解的de Sitter宇宙,描述了一个量子化的标量真空在宇宙中传播,是在一种情况下收缩,在其他的膨胀,每一个确定一个相反的宇宙学箭头的时间。我们讨论了两个时间箭头之间的干扰项的抑制,由于环境引起的退相干所造成的模式的标量真空穿越哈勃视界。此外,我们量化的干扰的效果上的期望值的可观察的场模式的相关性,相对于一个观察员,我们确定的空间几何形状。
2018-05-07 gr-qc quant-ph
Modeling Time's Arrow
量子引力、宇宙的初始低熵状态和时间问题是环环相扣的谜题。在这篇文章中,我们从宇宙学的角度出发,以量子引力的新方法为动机,解决了时间之箭的起源。我们的建议是基于量子对应的等效原理,一个一般的协方差的动态相空间。我们讨论了这样一个系统的非线性动力学如何为早期宇宙的宇宙演化提供了一个自然的描述。我们还强调了所提出的非微扰量子引力模型和非平衡统计物理学中的基本问题之间的联系。
2012-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Arrow of time in dissipationless cosmology
一般认为,宇宙学上的时间之箭必然与熵的产生有关。事实上,在他关于循环宇宙学的开创性著作中,托尔曼引入了一种粘性流体,以使连续的膨胀/收缩循环比以前的更大,从而产生了时间之箭。然而,正如我们在这封信中所证明的那样,熵的产生并不是宇宙学时间之箭可能出现的唯一手段。值得注意的是,无耗散的系统只要具有吸引子,就可能表现出时间的优先方向。一个具有明确定义的吸引子的系统的例子是标量场驱动宇宙学。在这种情况下,对于很多种势(特别是那些引起暴胀的势),膨胀时的吸引子状态方程可以是$p \simeq -ρ$,收缩时是$p \simeq ρ$。如果由此产生的宇宙学是循环的,那么宇宙学滞后的存在,在连续的循环中的$\oint p~dV \neq 0$,导致时间箭头出现在形式上无耗散的系统中。循环宇宙学中的时间箭头与引力相互作用粒子组成的$N$ -物体系统中的时间箭头之间有一个重要的类比。我们发现,就像$N$ -身体系统一样,一个循环的宇宙可以从一个单一的过去演化成两个未来,它们的时间箭头方向相反。
2015-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the initial state of the universe and the time arrow
Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE)(塞阿拉联邦教育、科学和技术学院);Universidade Federal de Campina Grande(坎皮纳格兰德联邦大学)
本文探讨了量子宇宙学中时间箭头的存在问题,通过量子修正弗里德曼方程发现宇宙早期必须处于负熵状态,提出宇宙起源可能来自负熵狄拉克海而非大爆炸。
2026-03-23 gr-qc
State-to-State Cosmology: a new view on the cosmological arrow of time and the past hypothesis
粒子和场的宇宙学边界条件经常被当作柯西问题来讨论,在柯西问题中,组态和共轭动量是在一个“初始”时间片上指定的。但这并不是指定边界条件的唯一方法,事实上,在作用原理公式中,我们经常指定两个时刻的构型,并考虑连接它们的轨迹。在这里,我们考虑一个经典的质点系与短程两体相互作用,边界条件的粒子的位置上的初始和最终的时间。对于大量随机排列在稀释气体中的粒子,我们发现典型的系统轨迹会自发地坍缩到一个小的空间区域,接近可获得的最大密度,然后再次膨胀。如果可以推广的话,这对宇宙学的时间箭头有重要的意义,可能会允许一种场景,其中两个边界条件都是通用的,并且宇宙的低熵态“初始”状态自然发生。
2021-06-29 gr-qc nlin.CD physics.class-ph
Multidimensional arrow of time
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)(国立核研究大学莫斯科工程物理学院);N.I. Lobachevsky Institute of Mathematics and Mechanics, Kazan Federal University(喀山联邦大学洛巴切夫斯基数学力学研究所)
本文通过多维流形体积的单调增长解释时间之箭,将几何背景的贝肯斯坦-霍金-沃尔德熵作为主要时间方向,并证明即使在真空极限下,四维观测者仍能体验到持久的时间之箭。
2026-01-31 gr-qc hep-th
A compromised arrow of time
热力学第二定律--时间箭头的通常表述--被称为物理学最基本的定律。因此,很难想象一个单一的动力系统可以包含子系统,在重要的相互联系,拥有相反的热力学时间箭头。通过检查宇宙学的理由通常的箭头,它被发现,一个一致的方式来建立这样的理由是通过在两个(宇宙远程)时间的对称边界条件,并寻求之间的方向行为。一旦证明了这一点,就可以看到熵的增加是可以逆转的,而且通常的箭头不像以前认为的那样极权主义。同样,可以发现其他边界条件,模拟宇宙演化的较短周期,允许同时存在两个热力学箭头,尽管拥有这些箭头的系统之间存在适度的相互作用。物理后果的存在和检测相反的箭头区域也被认为是。
2000-09-10 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
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
Fake dark matter from retarded distortions
我们推进了在[24]中发展的想法,即部分暗物质和暗能量可以被解释为相对论效应。不均匀物质产生引力扭曲,这是广义相对论延迟。这些结合在放大效应中,因为产生我们现在感觉到的扭曲的过去物质密度比现在更大。宇宙平均膨胀的不可忽略的影响对暗物质和暗能量的估计都有贡献,因此宇宙学标准模型的参数需要修正。在这第二项工作中,我们将先前开发的框架应用于宇宙的相对论模型。它的结果是一个参数保持自由,使更多的解决方案是可能的,作为功能的不均匀性。其中之一完全解释了暗能量,但需要比宇宙学标准模型更多的暗物质(占总物质的91%)。另一个解决方案完全解释了暗物质,但需要比宇宙学标准模型更多的暗能量(多15%)。第三个值得注意的解决方案解释了暗物质的一致部分(它将占总物质的63%)以及一些暗能量(4%)。
2020-05-30 gr-qc
Arrows of time and the beginning of the universe
我研究两个宇宙学的情况下,热力学箭头的时间点在相反的方向在渐近的过去和未来。第一种情况,由阿吉雷和格拉顿提出,假设两个渐近区域被一个类似德西特的反弹分开,在反弹处施加低熵边界条件。这样的边界条件自然地产生于量子宇宙学和宇宙的哈特尔-霍金波函数。反弹超曲面打破了德西特不变性,代表了这个模型中宇宙的开始。第二种情况,由Carroll和Chen提出,在无限类空柯西曲面上假设一些一般的初始条件。他们认为,除了在初始数据演化过程中可能形成的黑洞之外,最终的时空将是非奇异的,并将在两个时间方向上表现出永恒的暴胀。在这里,我表明,假设零收敛条件下,柯西表面在一个非奇异的(除了黑洞)宇宙与两个渐近膨胀的区域必须是紧凑的。我还认为,在两个渐近区域之间的反弹宇宙的大小不能超过德西特视界。这样的时空结构就与阿吉雷-格拉顿方案中的时空结构非常相似,并且在反弹时确实需要特殊的边界条件。如果宇宙学奇点是允许的,那么一个无限的柯西表面与“随机”的初始数据通常会产生在两个时间方向的膨胀区域。然而,这些区域将被奇点包围,并且在它们的过去或未来将具有奇点。
2013-05-29 gr-qc hep-th
Revisiting the Origin of the Universe and the Arrow of Time
本文重新探讨宇宙起源与时间之箭问题,证明封闭宇宙无奇点且时间之箭对称,通过求解惠勒-德威特方程获得局域动力学时间,并在二维时空中证明热力学时间之箭与动力学及宇宙学时间之箭一致。
2023-01-18 gr-qc
Cosmological Quantum Jump Dynamics II. The Retrodictive Universe
本文是gr-qc/0203045的续篇,讨论时间箭头问题。构造了一个确定性的指向过去的动力学,从而得到了回溯宇宙。后者的面向未来的动力学是不确定的,并再现了标准的概率量子动力学。时间之箭是回溯宇宙中固有的,也是信息熵的未来导向增长。
2003-03-12 gr-qc quant-ph
Vacuum Structure and the Arrow of Time
我们发现自己处于一个熵产生的扩展时代。与大多数其他观测不同,时间箭头通常被视为对初始条件的约束。然而,我认为它主要限制了理论的真空结构。我展示了简单的标量场的潜力,其中低熵的初始条件是不必要的,或不充分的,一个箭头的时间出现。我认为,弦论景观产生了一个独立于初始熵的时间箭头,假设一个合理的条件,其亚稳态真空的寿命。时间之箭问题的动力学解决源于弦景的相同结构性质,这使得它能够解决宇宙学常数问题,而不会产生一个空的宇宙,特别是它的高维性和相邻真空之间真空能量的巨大差异。
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Action-at-a-distance electrodynamics in Quasi-steady-state cosmology
超距电动力学--场论的另一种方法--可以推广到使用共形对称的宇宙学模型。这样做的一个优点是,电磁学中时间之箭的起源可以归因于宇宙结构。基于惠勒-费曼吸收体理论,可以研究不同的宇宙学模型,并且只有那些具有净全延迟电磁相互作用(即时间向前方向)的模型才能被认为对我们的宇宙是可行的。这项工作评估准稳态模型,并证明它承认充分推迟,而不是先进的解决方案。因此,QSSC满足正确宇宙学模型的必要条件,基于远距离作用公式。
2014-02-04 gr-qc
Inflationary branch decoherence and the cosmological arrow of time
Clear Quantum Corporation(Clear Quantum 公司);Ordinal Research Institute(Ordinal 研究院)
通过计算长波长扰动的约化密度矩阵和分支重叠因子,分析暴胀量子宇宙学中的分支退相干,揭示量子宇宙学边界条件、暴胀压缩与经典宇宙历史涌现之间的定量联系。
2026-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The arrow of time and the nature of spacetime
本文扩展了前一篇关于时间流的论文[arXiv:1208.2611]的工作,考虑时间箭头的起源。它提出,一个“过去的条件”级联从宇宙到微观尺度,在许多微观结构中实现,并通过自上而下的因果关系在量子水平上设定时间箭头。这个物理学的时间箭头然后通过更高层次结构的潜在出现向上传播到地质学,天文学,工程学和生物学。观察这一切的合适的时空图景是一个突现的块宇宙(EBU),它认识到现在与过去和未来的不同。这种本质上的区别是时间之箭必须是这样的最终原因。
2013-03-01 gr-qc physics.hist-ph
An account of the arrow of time when scale is surplus
针对现有宇宙时间之箭阐释的两难困境,提出将宇宙全局空间标度视为冗余结构的新方案,通过消除标度冗余得到具吸引子与雅努斯点的动力学空间,可解释早期宇宙冷却与平滑性。
2025-10-03 gr-qc physics.hist-ph
Fractal-Flows and Time's Arrow
这是一个书面版本的讲座在基特普研讨会上的比特,膜,和黑洞。在这里,我描述了与D的工作。Harlow,S. Shenker,D.解释了永恒暴胀的树状结构,以及终端真空的存在,如何导致时间之箭。dS/CFT型的共形对称与时间箭头不一致,必须破缺。终端真空景观的存在导致了一种新的吸引子,称为分形流,它既打破了共形对称性,又创造了方向性的时间不对称性。这既可以从局部或曲面片视点看到,也可以从全局或多个视点看到。由此得出的结果与Bousso最近表达的观点一致。在讲座的最后一部分,我将举例说明树模型在解释宇宙学常数的值和宇宙符合问题时是如何有用的。机制并不新,但描述是新的。
2012-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting the gravitational "arrow of time"
本文重新审视引力‘时间之箭’假说,通过分析Bonnor的反例和热传导向量的解释,探讨其在FLRW宇宙模型中的有效性,并比较引力‘时间之箭’与引力熵形式化的异同。
2025-12-01 gr-qc
Multi-Vacuum Initial Conditions and the Arrow of Time
根据理论中亚稳态真空的类型和排列,如果因果补丁或相关措施被用来调节发散,那么具有任意大熵的德西特真空中的初始条件可以与观察到的时间箭头相容。然而,一个重要的条件是,初始真空不能从罕见的波动中产生观察者(玻尔兹曼大脑)。在这里,我们考虑更一般的初始条件,多个真空有非零的初始概率。我们研究是否一个箭头的时间的预测被破坏的真空,可以产生玻尔兹曼大脑的一个小的初始混合物。我们确定一般的标准,并将其应用到两个非平凡的例子,这样的初始概率分布。哈特尔-霍金态是由具有最小正宇宙学常数的真空超指数支配的,所以人们可能会认为其他初始真空可以忽略不计;但事实上,它们的包含大大缩小了预测时间箭头的理论参数范围。永恒暴胀的全局速率方程的主特征向量由最长寿命的亚稳真空支配。如果在单初始真空近似中出现时间箭头,那么我们发现这个结论在其他初始真空的混合中仍然存在。通过全局-局部测度对偶性,这个结果相当于成功地检验了某些全局截止点的一致性,包括光锥时间和标度因子时间。
2013-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Time as a Cosmological Phenomenon
本文探讨了时间之箭与宇宙几何和拓扑的关系,提出时间应被视为一种宇宙学现象。
2025-12-10 gr-qc physics.hist-ph
Demystifying Arrow of Time
本文旨在通过提供精确可解的简单例子来揭开时间之箭的神秘面纱,阐明“时间不可逆性”的根本原因,并在经典、量子及宇宙学背景下探讨了时间反转解。
2024-05-09 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Einselection, Equilibrium and Cosmology
我们观察到的宇宙有一个非常强的时间箭头,它植根于它的低熵起点。这种低熵开始可能与各种关于宇宙早期状态的“调谐难题”有关。在这里,我们探索时间之箭和经典从量子的出现之间的关系,希望最终获得宇宙学初始条件的见解。我们的重点是einselection,与环境的相互作用选择量子系统的首选状态的过程。这个过程在经典从量子出现的过程中起着至关重要的作用。到目前为止,对异源选择的研究仅限于表现出时间箭头的情况。在这里,我们研究平衡系统的能力,以显示einselection -并调查是否细致平衡阻止这一点-由经典是否需要一个时间之箭的问题的动机。我们目前的计算在适应Caldeira-Leggett模型,这表明,einselection确实可以发生在平衡系统,并显示这种现象是如何联系在一起的历史表示的时间箭头,尽管全球均衡。我们讨论了一些有趣的宇宙学和宇宙学的初始条件,我们的结果的影响。我们对一致历史形式主义在我们的分析中所扮演的角色感到好奇和有点惊讶。
2022-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Gravity, the Origin of Time and Time's Arrow
爱因斯坦引力理论中的局部洛仑兹对称性和双态对称性在一个临界温度$T_c$下被希格斯机制自发地打破,在这个临界温度下,对称性恢复。真空态的自发击穿产生外部时间,宇宙的波函数满足依赖于时间的薛定谔方程,该方程在$T < T_c$的经典状态下简化为Wheeler-deWitt方程,允许半经典WKB近似的波函数。对于$T > T_c$来说,能量守恒是自发违反的,物质在大爆炸后的几秒钟内被创造出来,在宇宙中产生了物质。标量希格斯场的真空期望值的时间方向产生了时间不对称性,它定义了时间的宇宙学箭头和熵增加的方向,因为洛伦兹对称性在低温下被恢复。
1992-09-02 gr-qc
Cosmology, Time's Arrow, and That Old Double Standard
人们普遍认为,时间不对称性在很大程度上是一个宇宙学问题;解释时间不对称性的任务主要是解释早期宇宙条件的一个方面。然而,讨论这些问题的宇宙学家经常犯类似于困扰19世纪热力学统计基础讨论的错误。特别是,他们往往犯了适用各种时间“双重标准”的错误-例如,没有认识到某些统计学论点在任何时间方向上都具有同等的效力。本文旨在澄清的问题,什么才算是宇宙学时间不对称的充分解释。一个特别令人关注的问题是,是否有可能解释为什么熵在大爆炸附近很低,而不表明它在大坍缩附近也一定很低,如果宇宙坍缩的话。我批评了对这种可能性提出的一些反对意见,表明这些反对意见往往依赖于时间上的双重标准。我还简要地讨论了如果我们认真对待这一观点会出现的一些问题。(例如,我们能观察到时间逆转的未来吗?)
1993-10-15 gr-qc
Constraints on Reversing the Thermodynamic Arrow of Time from Black Hole Thermodynamics, Wormholes, and Time-Symmetric Quantum Mechanics
The University of Alabama at Birmingham(阿拉巴马大学伯明翰分校)
该研究通过黑洞热力学、虫洞和时间对称量子力学探讨单一宇宙中逆转热力学时间箭头的限制,发现熵只能在不同部分重新分配而无法真正逆转。
2025-12-03 gr-qc
The Origin of Time Asymmetry
有人认为,观察到的热力学时间箭头必须来自宇宙的边界条件。我们分析了无边界提案的后果,这是唯一一套合理完整的边界条件。我们研究了含有大质量标量场的Friedmann模型的微扰,但我们的结果应该与物质含量的细节无关。我们发现,引力波扰动有一个振幅,在任何时候都保持在线性制度,并大致时间对称的最大膨胀的时间。因此,引力波扰动不会引起时间之箭。然而,密度扰动的行为非常不同。它们在宇宙历史的一端很小,但随着宇宙变大,它们会变大并变得非线性。与先前的说法相反,在宇宙历史的另一端,密度扰动不会再次变小。因此,它们产生了一个热力学时间箭头,当宇宙再次膨胀和收缩时,它指向一个恒定的方向。时间之箭在最大扩张点不会逆转。人们必须诉诸弱人择原理来解释为什么我们观察到热力学箭头与宇宙学箭头一致,宇宙膨胀的时间方向。
1993-01-18 astro-ph gr-qc
Vacuum structure for expanding geometry
我们认为引力波模式的FRW度规在德西特阶段,并表明状态空间分裂成许多unitarily不等价表示的正则对易关系。非酉时间演化被描述为表示空间中的轨迹。时间演化的生成元与熵算符有关。热力学时间箭头与宇宙学时间箭头指向相同的方向。真空是双模SU(1,1)热场压缩态。膨胀的几何形状,压缩和热性能之间的联系。
1999-04-12 gr-qc hep-th math-ph
A Phase Space Approach to the Gravitational Arrow of Time
我们试图找到一个函数的特点,重力结块和单调增加的不均匀性增加。我们选择$S = lnΩ$作为候选"引力熵“函数,其中$Ω$是所考虑系统的哈密顿量H以下的相空间体积。我们计算了膨胀FLRW宇宙中横向电磁波和引力波、辐射和密度扰动的$Ω$。这些计算是在假设组成系统的振荡器的相位是随机的情况下在线性状态下进行的。因此,熵是由于缺乏知识的确切领域的配置。我们发现$Ω$,因此$lnΩ$的行为是需要的。我们还进行了计算比安奇九宇宙学模型,并发现,即使在这种均匀的情况下,该功能可以合理地解释。我们将我们的结果与彭罗斯的C^2假设进行了比较。由于S的定义类似于统计力学对熵的基本定义,我们能够在各种熟悉的情况下恢复熵,显然包括黑洞熵。这些结果指出了相对论性ADM哈密顿形式主义在建立广义相对论和统计力学之间的联系方面的实用性,尽管需要进行完全非线性计算来消除任何疑问。
1996-12-21 gr-qc
Out of equilibrium: understanding cosmological evolution to lower-entropy states
尽管热力学第二定律很重要,但它不是绝对的。统计力学意味着,如果有足够的时间,接近平衡的系统会自发地波动到低熵状态,局部地逆转热力学时间箭头。我们研究了这种涨落的时间发展,特别是与宇宙学有关的非常大的涨落。在相当一般的假设下,一个系统最有可能从平衡态涨落的历史,就是系统最有可能弛豫回到平衡态的CPT共轭。我们用这个想法来阐明(稳定和亚稳定)德西特空间和热反德西特空间的各种波动的时空结构。
2011-08-01 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Global structure of Robinson-Trautman radiative space-times with cosmological constant
用解析方法研究了具有非零宇宙学常数λ和质量参数m>0的Petrov Ⅱ型Robinson-Trautman辐射时空.他们示出,以接近相应的球对称Schwarzschild-de Sitter或Schwarzschild-anti-de Sitter解决方案在大的延迟时间。分析了它们的全局结构,并证明了与Lambda=0的情况相比,Lambda>0时度量在视界上的扩展的平滑性增加,Lambda<0时度量在视界上的扩展的平滑性降低。对于极值9 λ m^2=1,延拓是光滑的,但不是解析的。这个例子似乎是第一个平滑但不是解析视界的例子。在有引力波存在的情况下,λ>0的模型明显地表现出宇宙无毛猜想.
1999-01-07 gr-qc
Is the Quilted Multiverse Consistent with a Thermodynamic Arrow of Time?
理论成就,以及许多争议,围绕着多元宇宙理论。各种类型的多重宇宙,随着复杂性的增加,已经被提出并在文献中进行了彻底的讨论。虽然这些类型非常不同,但它们都有相同的基本思想:我们的物理现实由不止一个宇宙组成。在一个可能巨大的多元宇宙中,每个宇宙都可能与其他宇宙略有不同,甚至非常不同。绗缝多重宇宙就是其中之一,它的独特性来自于这样一个假设:每一个可能的事件都会在无限多个宇宙中发生无限多次。在本文中,我们表明,绗缝多重宇宙是不自洽的,由于在小扰动下的熵减少的不稳定性。因此,我们提出了一个修改版本的绗缝多元宇宙,可以克服这一缺点。它只包括那些在(宇宙学)时间的同一时刻出现最小熵的宇宙。只有那些初始条件在一个小的相空间区域内被微调的宇宙,才会持续地演化,形成它们目前的“接近”状态。多重宇宙的最终边界条件可能会进一步降低可能的一致宇宙的数量。最后,讨论了与量子力学的多世界解释和经典性的出现有关的一些观察。
2018-01-29 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Time arrow without past hypothesis: a toy model explanation
本文通过粒子在图上按局部可逆规则相互作用的玩具模型,证明局部膨胀机制可使熵持续增加,从而在不依赖“过去假设”的情况下为时间箭头的出现提供局部解释。
2024-08-22 cs.DM gr-qc math-ph
$Ψ$-Epistemic Quantum Cosmology?
本文提供了一个构想宇宙波函数的新方法:一个$Ψ$-认知的量子宇宙学。我们提出了一个建议,如果成功实施,将解决宇宙测量问题,同时让我们理智地思考量子宇宙学的概率和演化。我们的分析借鉴了最近的工作在量子引力的时间问题,因果对称的本地隐变量理论,并在宇宙学的时间箭头的动力学起源。我们的结论权衡了该方法的优点和缺点,并指出了未来发展的道路。
2016-06-23 gr-qc
Domain wall space-times with a cosmological constant
本文在具有二维类空轨道的三参数等距群的时空中,求解了具有宇宙学常数的真空爱因斯坦场方程。由于零坐标的自由选择,在超前零坐标和滞后零坐标中表示的一般精确解具有两个任意函数。在薄壁近似中,以色列的交界条件产生一个约束方程,这两个功能在球面,平面和双曲域壁时空反射对称。通过要求当畴壁的表面能密度$σ_0$为零时,度规解将返回到某些已知解,从而完全固定了选择坐标的剩余自由度。它导致我们找到一个平面畴壁解决方案,这是共形平坦的,在德西特宇宙。
2011-04-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Hysteresis and the Cyclic Universe
一个充满均匀标量场的宇宙表现出“宇宙学的不确定性”。宇宙学滞后现象是由膨胀和收缩过程中状态方程的不对称性引起的。这种不对称性导致形成磁滞回线:$\oint pdV$,其值在每个振荡周期期间可以是非零的。对于平坦的电势,滞后回线的负值导致连续循环的振幅增加,并导致宇宙具有更老和更大的连续循环。这样一个宇宙似乎拥有一个时间之箭,即使没有熵的产生,所有的方程都遵守时间反演对称性!宇宙滞后现象似乎是普遍存在的,并且存在于一大类标量场势和使宇宙反弹的机制中。对于陡峭的电势,磁滞回线的值可以是正的也可以是负的。在这种情况下,膨胀因子显示出准周期性行为,其中连续的周期可以比先前的周期更大也可以更小。这种准规则模式类似于声学系统显示的BEATS现象。值得注意的是,有关的振荡周期的增加/减少的滞后量的表达式似乎是模型无关的。循环的情况下扩展到空间各向异性模型,它示出的各向异性密度在连续的循环过程中,如果滞后回线是负的。
2012-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the nature of cosmological time
时间是一个参数,在我们对自然规律的最基本建模中发挥着核心作用。相对论表明,不同时钟测量的时间的比较取决于它们的相对运动和它们所处的引力场的强度。在标准宇宙学中,时间参数是由基本时钟测量的,即相对于膨胀空间静止的时钟。我们假设这个真时间在宇宙的整个历史中以恒定的速率流动。我们提出另一种假设,即宇宙时间流动的速率取决于宇宙的动力学状态。在热力学中,时间箭头与第二定律密切相关,第二定律指出,孤立系的熵总是随时间增加,或者最好保持不变。因此,我们假设由基本时钟测量的时间与宇宙中与它们有因果关系的区域的熵成正比。在这个简单的假设下,我们建立了一个宇宙学模型来解释Ia型超新星的数据(最好的宇宙学标准烛光),而不需要外来的暗物质和暗能量。
2015-05-08 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Time, Entropy and Infinity
时间是一个参数,在我们对自然规律的最基本建模中发挥着核心作用。相对论表明,不同时钟测量的时间的比较取决于它们的相对运动和它们所处的引力场的强度。在标准宇宙学中,时间参数是由基本时钟测量的时间参数(即,相对于扩展空间静止的时钟)。这个真时间被假定在整个宇宙历史中以恒定的速率流动。我们提出另一种假设,即宇宙学时间流动的速率取决于宇宙的动力学状态。在热力学中,时间箭头与第二定律密切相关,第二定律指出,孤立系的熵总是随时间增加,或者最好保持不变。因此,我们假设由基本时钟测量的时间与宇宙中与它们有因果关系的区域的熵成比例。在这个简单的假设下,我们发现有可能建立玩具宇宙学模型,这些模型在空间封闭和有限的同时,不需要任何暗能量,也不需要处理无穷大的值,就能呈现出膨胀的加速。
2017-07-19 gr-qc
Inflation without a beginning: a null boundary proposal
我们发展了我们最近的建议,即暴胀可能是过去的永恒,所以没有初始的宇宙奇点或“时间的开始”。多个真空的暴胀一般接近这些真空区域的稳态统计分布,我们的模型直接遵循这个分布在任何时候都成立。我们发现,这对应于(在半经典水平)特别简单的宇宙学边界条件的无限零表面附近的时空看起来德西特。该模型承认一个有趣的时间箭头,它对所有能够通信的物理观察者来说都是定义良好且一致的,即使整个宇宙的统计描述承认包括时间反演的对称性。我们的模型建议,但不要求,识别对映点的歧管。由此产生的“椭圆”德西特时空具有有趣的经典和量子性质。这个提议可以推广到其他的暴胀势,或者是给出半永恒但非奇异宇宙学的边界条件。
2003-03-28 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmological black holes and the direction of time
宏观不可逆过程产生于可逆性质的基本物理定律。局部不可逆性的来源似乎不是定律本身,而是代表定律的方程的初始和边界条件。在这项工作中,我们提出,屏蔽电流的黑洞事件视界确定,本地,一个首选的方向的电磁能通量。研究了在不同的宇宙学模型下,由于宇宙膨胀和宇宙微波背景辐射吸积引起的黑洞事件视界的增长。我们提出了广义McVittie同动度规,并积分了宇宙微波背景辐射在超大质量黑洞上随宇宙时间的吸积速率.我们发现,对于平坦的,开放的,和封闭的弗里德曼宇宙学模型,黑洞事件视界的总面积相对于径向共同运动的类空超曲面的面积的比率总是增加。由于宇宙辐射的吸积为黑洞吸积的总物质设定了一个绝对下限,这意味着因果关系的过去和未来对于任何时空事件都不是镜像对称的。这种不对称性导致了全球未来方向的净坡印廷通量;后者反过来又与不断增加的热力学熵有关。因此,我们揭示了四个不同的“时间箭头”之间的联系:宇宙学,电磁,引力和热力学。
2017-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational entropy of fluids with energy flux
本文将 CET 引力熵形式用于带能量通量的无剪切球对称流体精确解,证明所有膨胀构型均满足熵增长,并探讨其与引力时间箭头及非均匀 FLRW 推广的联系。
2025-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Electromagnetic Emission from a Black Hole Evaporating in External Magnetic Field
Purdue University(普渡大学)
研究黑洞在外部磁场中蒸发的电磁辐射,通过将霍金辐射近似为零流体外流,采用拉普拉斯变换确定辐射箭头,得出发射光谱能量红移为主且蒸发结束无明亮爆发的结论,还给出了经典类比。
2026-07-21 astro-ph.HE gr-qc