text: 共形迴圈宇宙學是廣義相對論框架下的一個宇宙學模型，由理論物理學家羅傑·彭羅斯提出。在該模型中，宇宙經歷無限地迴圈迭代，前一次迭代的未來類時無限遠與下一次迭代的大爆炸奇點相同。 彭羅斯在他2010年出版的《宇宙的輪迴》一書中推廣了這一理論。基本結構.彭羅斯描述的共形迴圈宇宙學的基本結構是一個開放式弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規的一系列連續的宇宙階段組成。共形迴圈宇宙學模型要求所有有質量的粒子最終都會消亡，包括那些與所有其他粒子分離得太遠而無法與它們一起湮滅的粒子。正如彭羅斯所指出的那樣，許多以標準模型為基礎的模型中都考慮過質子衰變的可能性，但這從未被實驗觀察到。此外，所有電子也必須衰變或者失去它們的電荷或質量，而這也是傳統理論中所沒有的。在彭羅斯的諾貝爾獎演講中，他適當修正了之前對無質量的要求，允許一些有質量的粒子存在，只要它們在以光子為主的共形幾何中的數量微不足道，並且幾乎所有的能量都是動能的。物理影響.共形迴圈宇宙學模型中粒子物理學的一個顯著特徵是，由於玻色子遵循共形不變的量子理論，它們在重新標度的“世代”中的行為方式與原來的FLRW空間中完全相同。對於這樣的粒子，“世代”之間的邊界並非是真實的邊界，而是像一個普通的類空曲面一樣可以被穿過。與此相對，費米子則會被限制在一個“世代”之中，這為黑洞資訊悖論提供了一種解決方案；根據彭羅斯的說法，費米子必須在黑洞蒸發過程中不可逆轉地轉化為輻射，以保持“世代”之間的光滑邊界。彭羅斯模型的曲率性質也有利於解釋某些宇宙學問題。首先，“世代”之間的邊界滿足，從而保證了低熵的過去。其次，彭羅斯計算出一定量的引力輻射可以穿越“世代”之間的邊界。他認為，這種額外的引力輻射可能足以解釋觀測到的宇宙加速膨脹，而無需藉助暗能量場。實驗.2010年，彭羅斯和發文聲稱威爾金森微波各向異性探測器和毫米波段氣球觀天計劃對宇宙微波背景的觀測與基於標準ΛCDM模型的模擬結果相比多出了額外的同心圓，是上一“世代”的引力輻射留下的，其結果有6σ的顯著性。然而，這一統計顯著性分析結果此後一直存在爭議。三個研究團隊獨立地試圖重現這些結果，但發現這些異常的同心圓並沒有統計學意義。這一分歧的根本原因源於如何構建用於檢驗顯著性的模擬：試圖重複結果的三個團隊採用的都是基於標準ΛCDM模型的模擬，而彭羅斯和古薩德揚使用的則是一種未被記載的非標準模型。2013年，古薩德揚和彭羅場發表了他們工作的新發展，並引入了一種他們稱為“天空扭曲處理”的不基於模擬的新方法，並使用該方法直接分析WMAP的資料。2015年，他們又發表了基於普朗克衛星資料的分析結果，其中包括了不均勻天空分佈的同心圓結構，證實了他們之前對WMAP資料的分析。在2018年發表的一篇論文中，彭羅斯等人對宇宙微波背景輻射的資料進行了進一步分析，指出“無論共形迴圈宇宙模型是否成立，這些異常點都為宇宙學提供了重要的新發現”。他們還提出，這些異常可能是“霍金點”，即源於“我們之前‘世代’中的超大質量黑洞的霍金蒸發”的殘餘訊號。他們論文的原始版本聲稱其中一個霍金點與BICEP2團隊發現的一處B模位置重合。不過，在之後的更新版本中已經刪去了該主張。2020年的一項研究發現，一旦考慮到，這些表面上異常的“霍金點”實際上與標準通脹模型是相容的，因此認為它們不能用作支援共形迴圈宇宙的證據。共形迴圈宇宙與費米悖論.2015年，古薩德揚和彭羅場還討論了費米悖論，即地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。在共形迴圈宇宙學中，宇宙微波背景輻射提供了資訊從一個“世代”傳到另一個“世代”的可能性，包括概念裡的智慧訊號。
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metadata.title: 共形迴圈宇宙學
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