Non-Markovian Cosmology with Causal Memory Kernels
本文研究了具有因果记忆核的非马尔可夫宇宙学模型，发现虽然振荡核改善了对哈勃参数数据的拟合，但它违反了因果律并被贝叶斯准则所排斥，而其他类型的核要么与零振幅一致，要么与简单的膨胀率重标度发生简并，而后者比标准的 CDM 模型更不受青睐。
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我们宇宙的故事通常被描述为一个平滑且可预测的膨胀过程，就像一个由当前时刻存在的能量和物质所决定的宇宙气球在不断膨胀。在这种标准观点中，宇宙没有记忆；空间今天拉伸的速度仅取决于其内部当下的状态，而与十亿年前的表现无关。这种被称为“马尔可夫描述”（Markovian description）的概念一直以来都为天文学家提供了有效的工具，为绘制宇宙历史提供了一个简洁的框架。然而，正如一个人的当前情绪可能受到过去事件的影响，而非仅仅受即时环境的影响一样，物理学家们长期以来一直在思考，宇宙的膨胀是否也可能带有其历史的微弱印记。如果宇宙拥有记忆，那么支配其增长的方程就需要包含一个“记忆项”，这在数学上意味着当前的膨胀速率是由其抵达此刻所经历的历程所塑造的。
来自印度的一支研究团队致力于通过构建一种允许此类记忆的新型宇宙历史模型来测试这种可能性。他们提出，宇宙的膨胀速率不仅是当前能量密度的快照，还受到“因果记忆核”（causal memory kernel）的影响，这是一种能够保留宇宙先前状态信息的机制。为了探索这一点，他们开发了五种不同的数学形态，用以描述这种记忆随时间消逝的方式，其范围从简单的线性衰减到像波浪一样振荡的复杂模式。他们将这些形态建立在真实的物理学基础上，表明它们可以源于我们尚无法观测到的宇宙隐藏部门，或是源于宇宙流体抵抗流动的特性。随后，研究人员将这些理论模型投入实测，利用当今最精确的宇宙膨胀测量数据，包括宇宙计时器（cosmic chronometers）和暗能量光谱仪（Dark Energy Spectroscopic Instrument）的数据进行检验。
测试结果出人意料地明确。当研究人员将这些带有记忆的模型与标准的、无记忆的模型进行对比时，他们发现宇宙似乎几乎没有任何记忆。对于最简单的记忆类型——即影响随时间稳步消退的情况——数据表明，记忆效应与零是一致的。换句话说，宇宙的表现完全就像它没有任何记忆一样。对于更复杂的形态，数据表明，如果存在记忆效应，其持续时间是如此之短，以至于无法与对当前膨胀速率的一个简单的、统一的调整相区分，而非真正的历史性影响。包含这些记忆项的模型并没有比标准模型更好地拟合数据；事实上，标准模型仍然是描述宇宙最可靠的模型。
有一种特定的记忆模型——即像钟摆一样前后振荡的模型——最初似乎能更好地拟合来自暗能量光谱仪的数据。然而，进一步的观察揭示了一个致命缺陷：为了使该模型成立，记忆必须随着我们向回溯时间的增加而增强，这种行为违背了关于能量如何耗散的基本物理定律。当研究人员将宇宙计时器的数据加入其中时，这种振荡模型完全失去了其优势。证据表明，尽管宇宙可能允许来自过去的极微小的、百分比级别的微弱影响，但目前并没有令人信服的理由相信这种影响确实存在。对宇宙进行描述的标准、无记忆模型仍然是我们目前拥有的最准确的地图，而寻找塑造我们膨胀过程的“宇宙记忆”的尝试，目前为止并未取得任何成果。
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