广义相对论有一个哈密顿公式,它正式提供了解空间上的正则(Liouville)测度。在普通统计物理学中,Liouville测度用于计算宏观状态的概率,而使用广义相对论中产生的类似测度来计算宇宙学中的概率,例如宇宙经历通货膨胀时代的概率,似乎很自然。事实上,许多作者已经将这一测度限制在具有标量场物质(小超空间)的均匀和各向同性宇宙的空间中,即Gibbons-Hawking-Stewart测度,来讨论膨胀的可能性。我们在这里认为,在宇宙学中,使用广义相对论测度进行概率论证至少存在四个主要困难:(1)在宇宙论长度尺度上不存在平衡。(2) 即使在小超空间的情况下,相空间的测度也是无限的,概率的计算在很大程度上取决于无限的调节方式。(3) 即使人们只对非常接近均匀的宇宙感兴趣,也必须考虑非均匀自由度(我们将说明如何)。衡量尺度取决于无限自由度是如何截断的,以及如何定义“几乎同质”。(4)在热力学第二定律成立的宇宙中,人们无法利用我们对宇宙当前状态的了解来追溯过去条件的可能性。
内政部:https://doi.org/10.103/PhysRevD.86.023521