Many ideas have been suggested to extend the standard cosmology. This thesis gives brief overviews of three kind of them. Firstly, models with extra dimensions are presented. This idea does not solve longstanding problems in particle physics but also gives possibility of reproducing the standard cosmology in higher dimensional space-time than usual 4-dimensional. Secondly, the holographic principle is summarized. Originally, it was a conjecture from black holes thermodynamics. Now we have the most generalized form, Bousso`s version, which is ready to apply various space-times. The holographic principle was tested by AdS/CFT correspondence which has been developed independently in string theory. Thirdly, the anthropic principle is reviewed. It has been developed purely in phenomenological speculation. Especially, the cosmological constant problem could be addressed by the anthropic argument. The anthropic principle gives possibility of solving remaining problems in the standard cosmology.
표준 우주론 이후로 제기되었던 제안들 중에 새로운 공간 차원을 가지는 모형들, 홀로그램의 원리, 엔쓰로픽 원리, 세가지를 살펴보았다.
입자 물리학의 계층성 문제를 이해하기 위해 제안된 ADD 모형, RS 모형 같은 막이론은 필연적으로 우주론과 연관되어 있다. 근본이론의 유력한 후보인 초끈이론이 정립되어 가면서 5차원 이상의 시공간에서의 우주론이 자연스럽게 연구되고 있다. 이들 모형들은 표준 빅뱅 우주론을 재생하는 것으로 보인다. 하지만 낮은 에너지에서 게이지 커플링 상수의 통합에 문제가 있어 이를 해결하기 위한 제안이 계속되고 있다. 한편 보다 초끈 이론, 근본 이론에 가까운 우주론 모델들이 제안되었는데 초기 조건들이 까다로와 현실에 충실한 우주론으로 기대하기는 힘들다.
블랙홀의 열역학적 성질을 고찰한 결과로서 블랙홀의 엔트로피는 블랙홀이 차지하는 면적에 의해 제한되어 있슴을 알게 되었다. 이러한 엔트로피의 제한은 Bousso에 의해 다양한 시공간에 적용될 수 있게 되었다. 이로부터 근본 이론의 자유도가 제한되어 있다는 것을 추측할 수 있고, 이를 가르켜 홀로그램의 원리라고 한다. 최근 독립적으로 초끈이론에서 발견된 AdS/CFT 상호 관계는 홀로그램의 원리가 옳다는 것을 보여주는 예로 생각되어진다. 현재 dS 공간에서의 초끈이론이 갖추어지지 않아 dS/CFT 상호관계는 아직 검증되지 않았으나, 만일 홀로그램의 원리가 일반적으로 옳다면 dS/CFT 상호관계도 역시 타당하다. 벌써 dS/CFT 상호관계를 바탕으로 인플레이션을 새롭게 이해하는 시도들이 제안되었다.
엔쓰로픽 원리는 관찰자가 현상을 관찰하게 되는 확률은 이론으로부터 현상이 유도될 확률과 현상이 일어날 때 관찰자가 존재할 확률의 곱과 같다는 것이다. 이로부터 입자 물리학과 표준 우주론이 풀 수 없었던 문제들에 해답을 줄 수 있을 것으로 예상된다. Weinberg는 이러한 원리를 사용하여 우주 상수 문제에 좋은 답을 제시하였는데, 중간 과정에서 사용한 몇 가지 단순한 가정들을 향상시키면 더 좋은 답을 얻을 수 있을 것이다.
