圈量子宇宙学与宇宙学奇点的命运

广义相对论中的奇点，如大爆炸和大坍缩，以及奇异奇点如大撕裂，是经典时空的边界。这些事件以曲率不变量的发散和测地线演化的中断为标志。近期将圈量子引力技术应用于宇宙学模型的进展表明，由于量子引力效应，此类奇点可能被普遍消解。由于量子几何在普朗克尺度取代了经典微分几何，大爆炸被大反弹所取代，而无需对物质内容作任何假设或任何精细调节。在本稿件中，我们讨论该方法的若干主要特征，以及关于各向同性和各向异性模型中奇点普遍消解的结果。利用量子理论的有效时空描述，我们展示量子引力效应如何导致对能量密度、哈勃率和各向异性剪切的普适界限。我们讨论有效时空中的测地完备性以及所有强奇点的消解。结果表明，尽管对能量密度和哈勃率存在界限，曲率不变量仍可能出现发散。然而此类事件在测地意义上可延展，其潮汐力不足以导致落入物体的必然毁灭。