经典与量子无迹爱因斯坦宇宙学

在无物质场的情况下,采用弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)度规的无迹爱因斯坦引力理论,其经典和量子力学形式均可求解。该研究团队通过选用共形时间作为时间变量,并以尺度因子倒数之负值或正值作为构型变量,建立了经典运动方程——该方程分别对应实半直线上自由粒子(k=0)、谐振子(k=1)与排斥振子(k=-1)的运动形式。所有情形下,被识别为宇宙学常数的可观测量均为哈密顿量的六倍。特别值得注意的是,对于闭合宇宙(k=1),时空呈现标量曲率恒定且有限的循环演化,从而规避了奇点问题。 量子理论则通过正则量子化方法构建。研究人员计算了对应宇宙学常数的可观测量谱系:闭合宇宙(k=1)呈现离散正谱,而平坦(k=0)与开放宇宙(k=-1)则具有连续谱。海森堡不确定性原理对哈勃膨胀(动量变量)与构型变量的同步测量施加了限制。该工作还报告了在FRW度规下,与无迹爱因斯坦引力耦合的暴胀场、幻影场及理想流体所对应的宇宙学常数观测量。

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