环路量子宇宙学理论：宇宙探戈在非常小而且非常大的

早期宇宙的微小量子波动解释了两个关于宇宙大规模结构的主要奥秘，在一个非常小的宇宙探戈，非常大。Penn国家研究人员的新研究使用了量子环重力理论，以解释这些谜团，爱因斯坦的一般相对论理论考虑了异常的。

环路量子宇宙学理论描述了在宇宙中最大尺度的异常的微小原始特征。

虽然爱因斯坦的一般相对论理论可以解释大量迷人的天体物理和宇宙学现象，但最大尺度宇宙属性的一些方面仍然是一个谜。使用环路量子宇宙学的新研究 - 一种利用量子力学延伸引力物理以超越爱因斯坦的一般相对论理论的理论，对两个主要的谜团。虽然理论的差异发生在最小的尺度上 - 远小于甚至是普通的质子 - 它们对宇宙中最大的可访问量表具有后果。该研究于2020年7月29日在线公布，在“物理审查信中”，还为未来的卫星任务可以测试的宇宙提供了新的预测。

虽然宇宙的缩小图片看起来相当均匀，但它确实具有大规模的结构，例如因为星系和暗物质并不均匀地分布在整个宇宙中。这种结构的起源已经追溯到宇宙微波背景（CMB） - 当宇宙为380千年时被排放的微小的不均匀性，我们仍然可以看到今天。但是，CMB本身有三种令人费解的特征，被认为是异常的，因为它们很难使用已知的物理学来解释。

图表显示了宇宙的演变，根据Loop量子起源的范式，由科学家们在Penn状态开发。

“在看到这些异常之一可能不是那种统计上显着的，看到两个或更多的共同认为我们生活在一个特殊的宇宙中，”宾夕法尼亚州邦特天文学和天体物理学副教授和纸张的作者。“最近在Journal Nature天文学中的一项研究提出了对其中一个引发了许多额外问题的异常之一的解释，他们标记了”宇宙学中可能的危机“。然而，使用量子环宇宙学自然地解决了两个异常，避免了潜在的危机。“

过去三十年的研究大大提高了我们对早期宇宙的理解，包括如何首先生产CMB中的不均匀性。这些不均匀性是早期宇宙中不可避免的量子波动的结果。在早期称为膨胀 - 这些原始的次数的高度加速阶段期间，这些原始的，在重力的影响下拉伸并播种在CMB中观察到的不均匀性。

“要了解原始种子的原始种子，我们需要仔细看看早期宇宙，其中爱因斯坦的一般相对论的理论突破，”物理椅子座，埃布利家庭椅子的持有人，主任宾夕法尼亚州州的着心和宇宙研究所。“基于一般相对性的标准通胀范例将空间时间视为平滑连续体。考虑一件看起来像二维表面的衬衫，但在仔细检查时，您可以看到它由密集包装的一维线程编织。以这种方式，空间时间的织物真正由量子螺纹编织。在考虑这些线程时，环路量子宇宙学使我们能够超越一般相对性描述的连续体，其中爱因斯坦的物理学在较远之外，“

研究人员对早期宇宙的调查取代了一个大爆炸奇点的想法，宇宙从中出现了一大堆，大量反弹，目前的扩张宇宙从宇宙收缩时创造的超压缩质量出现它的前期阶段。他们发现，在使用环路量子宇宙学的方程之后，通过通货膨胀占通用相对性的所有大规模结构。

在新研究中，研究人员确定了环路量子宇宙中的通胀也决定了两种主要相对性的主要异常。

“我们正在谈论的原始波动以令人难以置信的小普朗克斯规模，”彭纳州德克萨斯大学奥斯汀德克萨斯大学德克萨斯高级计算中心的博士州的博士普通研究员Brajesh Gupt说。“普朗克长度比质子半径小约20个级。但是在这种难以想象的小规模上对通胀的矫正同时解释了宇宙中最大鳞片的两个异常，在一个非常小而且非常大的宇宙探戈中。“

研究人员还产生了关于在未来卫星任务期间可以测试的基本宇宙学参数和原始重力波的新预测，包括Litebird和Cosmic Origins Explorer，这将继续提高我们对早期宇宙的理解。

参考：“缓解宇宙微波背景的紧张局势使用普朗克萨克级物理学”通过Abhay Ashtekar，Brajesh Gupt，东汇济康和V.Sreenath，7月29日2020年7月29日，物理评论信件.DOI：
10.1103 / physrevlett.125.051302

除济井，亚·埃斯卡尔和普林斯之外，研究团队在印度埃拉斯卡尔国立科技技术研究所V.Sreenath。这项工作得到了国家科学基金会，美国宇航局，宾夕法尼亚州立道科州科学学院的国家科学基金会和印度浦那的大学天文学和天体物理学中心。