Weyl krökningshypotes
Weyl- krökningshypotesen , som uppstår vid tillämpningen av Albert Einsteins allmänna relativitetsteori på fysisk kosmologi , introducerades av den brittiske matematikern och teoretiske fysikern Roger Penrose i en artikel 1979 i ett försök att ge förklaringar till två av de mest grundläggande frågor inom fysiken. Å ena sidan skulle man vilja redogöra för ett universum som på sina största observationsskalor framstår som anmärkningsvärt rumsligt homogent och isotropiskt i sina fysikaliska egenskaper (och så kan beskrivas med en enkel Friedmann-Lemaître-modell ); å andra sidan finns det den djupa frågan om ursprunget till termodynamikens andra lag .
Penrose föreslår att lösningen av båda dessa problem har sin rötter i ett koncept om entropiinnehållet i gravitationsfält . Nära den inledande kosmologiska singulariteten (Big Bang ), föreslår han, var entropiinnehållet i det kosmologiska gravitationsfältet extremt lågt (jämfört med vad det teoretiskt kunde ha varit), och började stiga monotont därefter. Denna process manifesterade sig t.ex. i bildandet av struktur genom att materia klumpar ihop sig för att bilda galaxer och galaxhopar . Penrose associerar det initiala låga entropiinnehållet i universum eller den tidigare hypotesen med den effektiva försvinnandet av Weyl-kurvaturtensorn i det kosmologiska gravitationsfältet nära Big Bang. Från och med då, föreslår han, har dess dynamiska inflytande gradvis ökat, vilket är ansvarigt för en övergripande ökning av mängden entropi i universum, och på så sätt framkallar en kosmologisk tidspil .
Weyl-kurvaturen representerar sådana gravitationseffekter som tidvattenfält och gravitationsstrålning . Matematiska behandlingar av Penroses idéer om Weyl-krökningshypotesen har getts i samband med isotropa initiala kosmologiska singulariteter, t.ex. i artiklarna. Penrose ser Weyl-krökningshypotesen som ett fysiskt mer trovärdigt alternativ till kosmisk inflation (en hypotetisk fas av accelererad expansion i universums tidiga liv) för att redogöra för den för närvarande observerade nästan rumsliga homogeniteten och isotropin i vårt universum.