Nicht-lokale Quantenwirkungen in der Kosmologie: Quantenmemory, nicht-lokale FLRW-Gleichungen und Singularitätsvermeidung

Wir diskutieren die kosmologischen Effekte der Quantenloops masseloser Teilchen, die zu temporalen Nichtlokalitäten in den Bewegungsgleichungen führen, die den Maßstabfaktor a (t) regeln. Für die hier besprochenen Effekte hängt die Entwicklung von a (t) von der Erinnerung an die Krümmung in der Vergangenheit ab, mit einem Gewicht, das anfangs als 1/ (t-t^') skaliert. Als eines unserer primären Beispiele diskutieren wir die Situation mit einer großen Anzahl von leichten Teilchen, so dass diese Effekte in einem Bereich auftreten, wo die Gravitation noch klassisch behandelt werden kann. Wir beschreiben jedoch auch den Effekt von Quanten-Graviton-Loops und die vollständige Menge an Teilchen des Standardmodells. Wir zeigen, dass diese Effekte mit der Zeit in einer sich ausdehnenden Phase abnehmen, was zu klassischem Verhalten zu späteren Zeiten führt. In einer kontrahierenden Phase können die quantenmechanischen Ergebnisse unter unseren Annahmen zu einem hüpfartigen Verhalten in Skalen unterhalb der Planckmasse führen, wodurch die klassisch durch die Hawking-Penrose-Sätze geforderten Singularitäten vermieden werden. Für konform invariant Felder, wie das Standardmodell mit einem konform gekoppelten Higgs, ist dieses Ergebnis rein nicht-lokal und parameterunabhängig.