Выпуски

 / 

1996

 / 

Май

  

Специальный выпуск


Квантовая космология и физика переходов с изменением сигнатуры пространства-времени

,
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Рассматриваются элементы общей теории переходов с изменением сигнатуры пространства-времени в квантовой теории гравитации и космологии, предложенной в одной из пионерских работ А.Д. Сахарова. В отличие от обычно применяемого формального метода континуального интегрирования отправной точкой является операторное квантование Дирака—Уилера—ДеВитта и его редукция к квантованию в переменных Арновитта—Дезера—Мизнера. Показано, что мотивацией к рассмотрению евклидово-лоренцевых переходов является отсутствие глобальной однозначности физической редукции на фазовом пространстве теории (гравитационный аналог проблемы копий Грибова). Эта неоднозначность приводит, в частности, к неопределенности знака физического внутреннего произведения квантовых состояний и к концепции третичного квантования. В качестве возможной альтернативы этой концепции рассматривается квантование в калибровке Йорка и в специальных переменных конформного суперпространства. В качестве примера применения общей теории рассматривается проблема происхождения ранней инфляционной вселенной путем гравитационного туннелирования в квантовых состояниях Хартла—Хокинга и Виленкина. Представлен механизм, посредством которого петлевые эффекты могут генерировать нормируемую функцию распределения ансамбля хаотических инфляционных вселенных. В модели с большой константой неминимального взаимодействия скалярного инфлатона этот механизм порождает острый вероятностный пик при субпланковском значении постоянной Хаббла, что находится в хорошем соответствии с современным наблюдательным статусом теории космологической инфляции.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 0.4.60.Ds, 98.80.Bp, 98.80.Cq, 98.80.Hw (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0166.199605c.0459
URL: https://ufn.ru/ru/articles/1996/5/c/
Цитата: Альтшулер Б Л, Барвинский А О "Квантовая космология и физика переходов с изменением сигнатуры пространства-времени" УФН 166 459–478 (1996)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Al’tshuler B L, Barvinskii A O “Quantum cosmology and physics of transitions with a change of the spacetime signaturePhys. Usp. 39 429–459 (1996); DOI: 10.1070/PU1996v039n05ABEH000144

Список литературы (120) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (12) Похожие статьи (16)

  1. Альтшулер Б Л, Келдыш Л В (председатель), Киржниц Д А, Ритус В И (Ред.) Академик А.Д. Сахаров. Научные труды (М.: Центр-Ком ОТФ ФИАН, 1995)
  2. Сахаров А Д ЖЭТФ 87 375 (1984); Sakharov A D Sov. Phys. JETP 60 214 (1984)
  3. УФН 161 (5) (1991); Sov. Phys. Usp. 34 (5) (1991)
  4. Сахаров А Д Горький, Москва, далее везде (Нью-Йорк: изд. им. А.П. Чехова, 1990); Сахаров А Д Знамя (9 - 10) (1991)
  5. Дирак П А М Лекции по квантовой механике (М.: Мир, 1966)
  6. DeWitt B S Phys. Rev. 160 1113 (1967); DeWitt B S Phys. Rev. 162 1195 (1967)
  7. Wheeler J A Batelles Recontres (Eds C DeWitt, J A Wheeler) (New York: Benjamin, 1968)
  8. Barvinsky A Phys. Rep. 230 237 (1993)
  9. Arnowitt R, Deser S, Misner C Gravitation: an Introduction to Current Research (Ed. L Witten) (New York: Wiley, 1962)
  10. Fradkin E S, Vilkovisky G A Phys. Lett. B 55 224 (1975); Fradkin E S, Vilkovisky G A CERN Report TH-2332 (1977); Batalin I A, Vilkovisky G A Phys. Lett. B 69 309 (1977)
  11. Becchi C, Rouet A, Stora R Comm. Math. Phys. 42 127 (1975); Тютин И В Препринт № 39 (М.: ФИАН, 1975); Kugo T, Ojima I Suppl. Prog. Theor. Phys. 66 1 (1979)
  12. Hawking S W General Relativity. An Einstein Centenary Survey (Eds S W Hawking, W Israel) (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1979) p. 747; Русский перевод, Хокинг С Общая теория относительности (Под ред. С Хокинга, В Израэля) (М.: Мир, 1983) с. 363
  13. Barvinsky A O Proc. of GR9 540 (Jena, 1980)
  14. Barvinsky A O, Ponomariov V N Phys. Lett. B 167 289 (1986)
  15. Teitelboim C Phys. Rev. D 25 3159 (1982); Teitelboim C Phys. Rev. D 28 297 (1983); Teitelboim C Phys. Rev. D 28 310 (1983)
  16. Halliwell J J Phys. Rev. D 38 2468 (1988)
  17. Hartle J B, Hawking S W Phys. Rev. D 28 2960 (1983)
  18. Hawking S W Nucl. Phys. B 239 257 (1984)
  19. DeWitt B S Quantum Field Theory and Quantum Statistics (Eds I A Batalin, C J Isham, G V Vilkovisky) (Bristol: Adam Hilger, 1987) p. 191
  20. Vilkovisky G A Nucl. Phys. B 234 125 (1984); Vilkovisky G A Class. Quant. Grav. 9 895 (1992); Vilkovisky G A Quantum Theory of Gravity (Ed. S M Christensen) (Bristol: Adam Hilger, 1984)
  21. Epp R J, Kunstatter G, Toms D J Phys. Rev. D 47 2474 (1993)
  22. Barbero J F, Perez-Mercader J Phys. Rev. D 48 3663 (1993)
  23. Al'tshuler B L, Boyarsky A M, Neronov A Yu "The problem of classical limit in quantum cosmology: the effective action language" Seminar "Quantum Gravity. In Memory of Academician Moisei Markov", June 12 - 19, Moscow (Singapore: World Scientific, 1995), to be published; Al'tshuler B L, Boyarsky A M, Neronov A Yu "The problem of classical limit in quantum cosmology: the effective action language" gr-qc/9511069
  24. Altshuler B L, Boyarsky A M, Neronov A Yu Gravitation Cosmology 1 191 (1995)
  25. Isham C J J. Math. Phys. 35 6360 (1994)
  26. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu Phys. Rev. D 52 743 (1995)
  27. Wheeler J A Ann. Physics 2 604 (1957); Wheeler J A Geometrodynamics (New York: Academic, 1962)
  28. Banks T Nucl. Phys. B 309 493 (1988)
  29. Lavrelashvili G V, Rubakov V A, Tinyakov P G Письма в ЖЭТФ 46 167 (1987); Lavrelashvili G V, Rubakov V A, Tinyakov P G JETP Lett. 46 167 (1987); Lavrelashvili G V, Rubakov V A, Tinyakov P G Nucl. Phys. B 299 757 (1988); Lavrelashvili G V, Rubakov V A, Tinyakov P G Mod. Phys. Lett. A 3 1231 (1988)
  30. Giddings S, Strominger A Nucl. Phys. B 306 890 (1988); Giddings S, Strominger A Nucl. Phys. B 321 481 (1988); Coleman S Nucl. Phys. B 307 867 (1988); Coleman S Nucl. Phys. B 310 643 (1988)
  31. Hawking S W, Laflamme R Phys. Lett. B 209 39 (1988); Hawking S W Phys. Rev. D 37 904 (1988); Hawking S W Nucl. Phys. B 335 155 (1990)
  32. Rubakov V A Nucl. Phys. B 453 395 (1995)
  33. Hawking S W Nucl. Phys. B 363 117 (1991)
  34. Bardakci K Nucl. Phys. B 271 561 (1986)
  35. Tseytlin A A Phys. Lett. B 251 530 (1990)
  36. Bleyer U et al. Nucl. Phys. B 429 177 (1994)
  37. Redmount I H, Suen W-M Phys. Rev. D 49 5199 (1994)
  38. Frolov V P, Novikov I D Phys. Rev. D 42 1057 (1990)
  39. Frolov V P Sakharov Memorial Lectures in Physics (Eds L V Keldysh, V Ya Fainberg) (New York: Nova Science Publ. Inc., 1992) p. 1067
  40. Линде А Д Физика элементарных частиц и инфляционная космология (М.: Наука, 1990); Linde A D Particle Physics and Inflationary Cosmology (Chur: Harwood Academic, 1990)
  41. Greensite J Phys. Lett. B 300 34 (1993)
  42. Carlini A, Greensite J Phys. Rev. D 49 866 (1994)
  43. Kriele M, Martin J Class. Quant. Grav. 12 503 (1995)
  44. Embacher F Gravitation Cosmology 1 46 (1995)
  45. Hellaby C, Dray T Phys. Rev. D 49 5096 (1994)
  46. Blencowe M P, Duff M J Nucl. Phys. B 310 387 (1988)
  47. Сахаров А Д ДАН СССР 177 70 (1967); Сахаров А Д ТМФ 23 178 (1975)
  48. Green M B, Schwarz J H, Witten E Superstring Theory (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1987); Русский перевод, Грин М, Шварц Дж, Виттен Э Теория суперструн (М.: Мир, 1990)
  49. Polyakov A M Gauge Fields and Strings (Chur, Switzerland: Harwood Academic Publishers, 1987); Русский перевод, Поляков А М Калибровочные поля и струны (Пер. с англ. В Г Книжник, ред. А А Белавин, М Ю Лашкевич) (М.: ИТФ им. Л Д Ландау, 1995)
  50. J. Math. Phys. 36 (11) (1995), Special Issue on Quantum Gravity and Diffeomorphism Invariant Quantum Field Theory
  51. Halliwell J J Int. J. Mod. Phys. A 5 2473 (1990)
  52. Isham C J "Structural Issues in Quantum Gravity" Plenary Session lecture given at the GR 14 Conference, Florence, August, 1995 (1995)
  53. Keldysh L V, Fainberg V Ya (Eds) Sakharov Memorial Lectures in Physics. Proc. of the First International Sakharov Conference on Physics, Moscow, 21 - 31 May, 1991 (New York: Nova Science Publ. Inc., 1992)
  54. Kuchar K J. Math. Phys. 17 777 (1976)
  55. Фаддеев Л Д ТМФ 1 3 (1969)
  56. Barvinsky A O, Krykhtin V Class. Quant. Grav. 10 1957 (1993)
  57. Kuchar K Proc. of the 4th Canadian Conference on General Relativity and Relativistic Astrophysics (Eds G Kunstatter, D Vincent, J Williams) (Singapore: World Scientific, 1992)
  58. Geroch R P J. Math. Phys. 8 782 (1967)
  59. DeWitt B Proc. of the Third Seminar on Quantum Gravity (Eds M A Markov, V A Berezin, V P Frolov) (Singapore: World Scientific, 1985)
  60. Vilenkin A Phys. Lett. B 117 25 (1982); Vilenkin A Phys. Rev. D 27 2848 (1983)
  61. Lapchinsky V G, Rubakov V A Acta Phys. Polon. B 10 1041 (1979)
  62. Banks T Nucl. Phys. B 249 332 (1985)
  63. Kiefer C Preprint Freiburg THEP-95/1 gr-qc/9501001; Kiefer C gr-qc/9501001
  64. Batalin I A, Fradkin E S Riv. Nuovo Cimento 9 1 (1986); Batalin I A, Fradkin E S Ann. Inst. Henri Poincare 49 145 (1988)
  65. Barvinsky A O Phys. Lett. B 241 201 (1990)
  66. Barvinsky A O Class. Quant. Grav. 10 1985 (1993)
  67. DeWitt-Morette C Ann. Phys. 97 367 (1976)
  68. Gribov V N Nucl. Phys. B 139 1 (1978)
  69. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu Phys. Rev. D 50 5093 (1994)
  70. Halliwell J J, Hartle J B Phys. Rev. D 41 1815 (1990)
  71. Gibbons G W, Hartle J B Phys. Rev. D 42 2458 (1990)
  72. York J W (Jr) Phys. Rev. Lett. 26 1656 (1971); York J W (Jr) Phys. Rev. Lett. 28 1082 (1972)
  73. O'Murchadha N, York J J. Math. Phys. 14 1551 (1973)
  74. Ashtekar A Non-Perturbative Quantum Gravity (Singapore: World Scientific, 1991)
  75. Linde A D Phys. Lett. B 129 177 (1983)
  76. Сахаров А Д ЖЭТФ 49 345 (1965); Sakharov A D Sov Phys. JETP 22 241 (1966)
  77. Hawking S W, Page D N Nucl. Phys. B 264 185 (1986)
  78. Vilenkin A Phys. Rev. D 37 888 (1988)
  79. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu Class. Quant. Grav. 7 L181 (1990)
  80. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu Phys. Lett. B 332 270 (1994)
  81. Mottola E, Lapedes A Phys. Rev. D 27 2285 (1983)
  82. Laflamme R Phys. Lett. B 198 156 (1987)
  83. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu, Mishakov I V "Quantum Creation of the Early Universe" Nucl. Phys. B, to be published
  84. Линде А Д ЖЭТФ 87 369 (1984); Linde A D Sov. Phys. JETP 60 211 (1984); Linde A D Lett. Nuovo Cimento 39 401 (1984); Zel'dovich Ya B, Starobinskii A A Sov. Astron. Lett. 10 135 (1984); Vilenkin A Phys. Rev.D 30 509 (1984)
  85. Vachaspati T, Vilenkin A Phys. Rev. D 37 898 (1988)
  86. Salopek D S, Bond J R, Bardeen J M Phys. Rev. D 40 1753 (1989)
  87. Page Don N J. Math. Phys. 32 3427 (1991)
  88. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu, Karmazin I P Phys. Rev. D 48 3677 (1993)
  89. Spokoiny B L Phys. Lett. B 147 39 (1984); Fakir R, Unruh W G Phys. Rev. D 41 1783 (1990)
  90. Halliwell J J, Hawking S W Phys. Rev. D 31 1777 (1985)
  91. Wada S Nucl. Phys. B 276 729 (1986)
  92. Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu "Quantum Origin of the Early Universe and the Energy Scale of Inflation" Proc. VI Sent. "Quantum Gravity" Moscow, 1995; Barvinsky A O, Kamenshchik A Yu "Quantum Origin of the Early Universe and the Energy Scale of Inflation" gr-qc/9510032
  93. Barvinsky A O Phys. Rev. D 50 5115 (1994)
  94. DeWitt B S Dynamical Theory of Groups and Fields (New York: Gordon and Breach, 1965); Barvinsky A O, Vilkovisky G A Phys. Rep. 119 1 (1985)
  95. Kamenshchik A Yu Phys. Lett. B 316 45 (1993)
  96. Smoot J et al. Astrophys. J. 396 L1 (1992)
  97. Струков И и др. Письма в Астрон. журн. 18 387 (1992); Strukov I et al. Month. Not. R. Astron. Soc. 258 37 (1992)
  98. Salopek D S Preprint DAMTP R92/41 (1992)
  99. Bardeen J M, Steinhardt P J, Turner M S Phys. Rev. D 28 679 (1983)
  100. Allen B Nucl. Phys. B 226 228 (1983); Fradkin E S, Tseytlin A A Nucl. Phys. B 234 472 (1984)
  101. Rubakov V A Phys. Lett. B 148 280 (1984)
  102. Bousso R, Hawking S W Preprint DAMTP/R-95/33; Bousso R, Hawking S W gr-qc/9506047
  103. Barbour J, Pfister H (Eds) Mach's Principle: from Newton's Bucket to Quantum Gravity (Einstein Studies) Vol. 6 (Eds J ) (Boston: Birkhauser, 1995)
  104. Гинзбург В Л, Фролов В П Труды Ф ИАН 197 8 (1989)
  105. Susskind L, Thorlacius L, Uglum J Phys. Rev. D 48 3743 (1993)
  106. Susskind L, Thorlacius L Phys. Rev. D 49 966 (1994)
  107. Ландау Л Д, Лифшиц Е M Механика (M.: Физматгиз, 1958)
  108. Гитман Д M, Тютин И В Каноническое квантование полей со связями (M.: Наука, 1986); Gitman D M, Tyutin I V Canonical Quantization of Fields with Constraints (Berlin, New York: Springr-Verlag, 1990)
  109. Baierlein R F, Sharp D H, Wheeler J A Phys. Rev. 126 1864 (1962)
  110. Barbour J B Class. Quant. Grav. 11 2853 (1994); Barbour J B Class. Quant. Grav. 11 2875 (1994)
  111. Greensite J Phys. Rev. D 49 930 (1994)
  112. Альтшулер Б Л УФН 161 (5) 3 (1991); Al'tshuler B L Sov. Phys. Usp. 34 362 (1991)
  113. Hawking S W Phys. Rev. D 32 2489 (1985)
  114. Page Don N Sakharov Memorial Lectures in Physics. Proc. of the First International Sakharov Conference on Physics, Moscow, 21 - 31 May, 1991 (Eds L V Keldysh, V Ya Fainberg) (New York: Nova Science Publ. Inc., 1992) p. 1031
  115. Gell-Mann M, Hartle J B Sakharov Memorial Lectures in Physics. Proc. of the First International Sakharov Conference on Physics, Moscow, 21 - 31 May, 1991 (Eds L V Keldysh, V Ya Fainberg) (New York: Nova Science Publ. Inc., 1992) p. 1151
  116. Kiefer C, Zeh H D Phys. Rev. D 51 4145 (1995)
  117. Lynden-Bell D, Katz J, Bicak J Month. Not. R. Astron. Soc. 272 150 (1995)
  118. Cleaver G B, Rosenthal P J Nucl. Phys. B 457 621 (1995)
  119. Brandenberger R, Vafa C Nucl. Phys. B 316 391 (1989)
  120. Tseytlin A A, Vafa C Nucl. Phys. B 372 443 (1992)

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение