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大尺度宇宙近欧几里得空间几何存在何种问题?

广义相对论与量子宇宙学 2018-10-24 v2 高能物理 - 理论

摘要

基于广义相对论的现代观测表明,膨胀的大尺度宇宙的空间几何非常接近欧几里得几何。这一基本经验事实是所谓“平坦性问题”的核心,该问题被广泛认为是现代宇宙学的一个重大未解难题,并因此构成了暴胀模型的主要动机之一。然而,对文献的审视和进一步的批判性思考很快揭示,这一假定问题的典型表述充斥着有争议的论点和误解,而且必须区分不同种类的问题。结果表明,大尺度宇宙如此接近平坦的观测事实,最终并不比类似的“人择巧合”(如引力耦合常数和电磁耦合常数的特定值及其数量级)更令人费解。特别地,不存在通常所论证的那种与平坦性相关的精细调节问题。宇宙学论述中关于平坦性和粒子视界的论证,实际上只针对标准 FLRW 宇宙学模型下的一个单一问题,即这些模型相对于“所有时空集合”上的任何“合理测度”的极端不可能性。这个问题可以用不同方式表达,本文给出了 Penrose 提出的相空间表述。只有当引入额外假设(这些假设通常隐而不宣且无论如何都显得相当推测性)时,才会出现视界问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.05148,
  title  = {How Problematic is the Near-Euclidean Spatial Geometry of the Large-Scale Universe?},
  author = {Marc Holman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.05148},
  year   = {2018}
}

备注

25 pages, 2 figures. Minor revisions for published version