环量子宇宙学

预计需要量子引力来理解古典广义相对论失效的情形。特别是在宇宙学中，需要处理初始奇点，即古典时空的逆向演化在有限的适当时间后必然终结。这导致古典图景的崩溃，要求扩展的理论才能提供有意义的描述。由于涉及小尺度和大曲率，量子效应必然发挥作用。不仅奇点本身，周围的时空也被修改。其中一种具体实现是环量子宇宙学，即将环量子引力应用于均匀系统的一种方法，可消除古典奇点。其影响可在不同层面上进行研究。主要效应被引入有效的古典方程中，这些方程允许避免量子力学解释性问题。它们导致新的早期宇宙现象学，适用于气膨胀和循环模型。为了解决古典奇点并理解奇点周围几何的结构，必须采用量子描述。古典演化随之被替换为描述波函数的差分方程，可将时空延伸至古典奇点之外。一个主要问题是这些均匀情形如何与完整的环量子引力相关，这可以通过分布对称态在层面上加以处理。环量子引力中所出现的新的时空结构及其对宇宙学的应用，为诸如时间等更广泛问题提供了新的视角。