科学网

 找回密码
  注册
搜索
楼主: henryharry2

[建议] 量子引力和宇宙论2

[复制链接]
 楼主| 发表于 2016-10-23 11:06:36 | 显示全部楼层

负热容的系统

负热容的系统,其实在宇宙中很常见: 所有的引力为主相互作用构成的系统都是负热容的。比如星系。把每个恒星看成单个的粒子,那么星系就是由恒星组成的粒子系统。如果向这个系统中注入能量,也就是提高每个恒星的运动动能,那么恒星运动就会更加远离引力中心,以动能换势能,这反而造成动能减小,整体星系就变“冷”了。相反,如果从星系中抽出能量,就会使恒星向引力中心聚集,根据开普勒定律可知轨道降低,轨道速度必然增加。整个星系因失去能量而变得更“热”。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-10-29 05:57:49 | 显示全部楼层

时空无限

马克思主义坚持物质第一、意识第二。在天文学领域坚持时空无限的观点,而等级式层次宇宙模型承认宇宙的无限性。哈勃是首先证明柯蒂斯的存在河外星系观点。人类认识从地心说扩展到日心说,又从太阳系扩展到银河系,再从银河系扩展到河外星系,不无证明无限层次宇宙观的正确性。因M-H宇宙是面对现实(观测事实)坚持无限宇宙观的。所以也叫现实宇宙。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-10-31 05:48:45 | 显示全部楼层

充满光明

如果你能看得见微波背景辐射的话,宇宙确实不是黑暗的,而是在各个方向上都充满光明。另一方面,黑洞会吸收路径上的微波背景辐射,对微波背景辐射的通量有个限制。以现今观察到的可见光波的总能量与微波背景辐射的总能量对比估算,可见光中所有光子累积的时间约为1百亿年,仅为微波背景辐射光子累积量(时间约10万亿年)的百万分之一。虽然对单个光子来说,光波能量是微波背景辐射能量的千余倍,但总的光波能量却只有微波背景辐射能量的千分之一。观测的结果是:宇宙中除了微波背景辐射之外,所有其他波段的电磁辐射能量的总和不到微波背景辐射能量的百分之一,这正符合微波背景辐射起源于光波二阶引力红移所预期的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-2 14:37:19 | 显示全部楼层

观测宇宙

目前世界上比较大的望远镜直径在10米左右,计划建造的望远镜达到30至40米,比如极大望远镜。如果宇宙存在极限分辨率,那么望远镜的直径也有上限,无论如何调整我们的光圈大小,也无法看到更加遥远的宇宙。事实上我们观测宇宙主要依靠光,遥远宇宙光传播到望远镜中需要通过大气湍流,这会形成一定的干扰。于是我们把望远镜安置到轨道上,可以解决,通过自适应光学系统技术也能够修正。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-12 10:53:30 | 显示全部楼层

质量的起源

好了,现在Higgs机制已经告诉了我们基本粒子为什么有质量了,那么,是不是我们周围的物质,还有我们自己都是因为Higgs机制才有质量的呢?
其实并不是。我们身体的质量都来自原子的质量,原子的质量绝大部分都来自原子核中的质子和中子。希格斯机制确实赋予了夸克等物质质量,但是由夸克组成的质子中子的质量是远远大于组成它们的夸克质量的。那么质子中子的质量是哪里来的呢?
其实多出来的质量来自于强相互作用(能量)。质子中子的质量绝大部分都来自于其中夸克和胶子的强相互作用(能量)。甚至可以说,夸克的质量对质子中子的质量贡献几乎忽略不计。所以,即使认为夸克质量为零,由于强相互作用的存在,由夸克胶子组成的质子中子仍然是有质量的。
尽管如此,希格斯机制仍然非常重要。它赋予了电子质量,正是因为电子有质量,由电子和原子核组成的原子才能稳定存在,才会形成我们现在的世界。
上面都是Wilczek写的对非物理专业的科普。对这个问题很感兴趣的话,推荐一下MIT的诺奖得主Wilczek写的关于质量起源的科普文章,物理系高年级本科生应该可以读懂:
https://arxiv.org/pdf/1206.7114v2.pdf
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-15 10:49:06 | 显示全部楼层

宇宙的同谋论

让我们回到现在。想象两个从地球上看去处于相反方向上的距离我们90亿光年的星系,它们之间的距离是180亿光年。泛泛而言,在最大的尺度上,它们身处的宇宙区域看起来是一样的。其中一个可能位于星系团的中心深处,就像我们附近的室女座星系团,另一个可能孤立得多;但是在第一个星系团附近会有孤立的星系,而在第二个星系的附近则不可避免地存在着星系团。所以每个区域都有相同比例的相同类型的星系,而且本地的温度也是一样的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-17 08:42:50 | 显示全部楼层

普朗克太空望远镜

我们所能看见的这一小部分的宇宙,构成了一个半径大约137亿光年的球体。这一球体有时被称为“哈勃体”,但是没人相信宇宙的整体范围只有如此而已。根据某些分析显示,宇宙必然至少有上千个哈勃体那么大。根据目前所得的最佳数据,宇宙似乎是无穷延伸的——不管我们向哪个方向看去,如果你画一条直线,真的可以从这里一直延伸到永恒。
最近发射的普朗克太空望远镜,或许会在几年内揭露宇宙可能比一百万个哈勃体还大,而我们所在的哈勃体只是其中之一而已。我相信天文物理学家的这一说法,无论如何,有个事实是不容辩驳的:我们目前所见到的,不过是冰山一角。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-26 05:22:19 | 显示全部楼层

量子力学的基础问题

我认为,“薛定锷蛋”理论可以解决量子力学的基础问题。比方说,大草原上本来只有耗子,但是,可能有一天耗子会突然基因突变转化成兔子。也有可能草原遭遇火灾或者生态恶化,兔子再次衰变成为耗子。如果我们不去测量,草原生态系统中一直处于耗子和兔子的叠加态上,我们一旦测量则可能测量到的是耗子、也可能是兔子。这个典型的案例具有量子力学的所有特征,例如态叠加、不确定性等等,但是显然不会产生量子佯谬。这暗示,量子物理学家们是不是在什么地方伟的太大了导致了量子佯谬。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-11-28 08:57:50 | 显示全部楼层

加上量子引力

从量子引力的角度来看,Boltzmann的涨落说确实可以解决“热寂”问题。不过,这个平衡态是不是热力学的平衡态,而是量子引力的动态平衡态。对于环流而言,“薛定锷鸡”到“薛定锷蛋”之间,相位转过了180度,空间变换x→ -x变成了反演态,这是涨落,但是“薛定锷鸡”和“薛定锷蛋”之间的对偶性将劈裂的空间反演再次粘合了起来,对径点仍是同一个方向,转化成了平均值。这不是平衡态附近的热力学涨落,而是量子引力产生的宏观量子涨落。所以Boltzmann的观点加上Landau的观点,再加上量子引力,确实可以解决“热寂”问题。环流在宇宙中是普遍存在的,包括银河系在内的宇宙中的大型星系2/3以上都是漩涡星系。再比如,木星和土星大气层的纬向环流。另外,看起来只有量子引力能够解释地球自转的长期加速机制以及Chandler摆动的长期维持机制。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-12-10 05:18:06 | 显示全部楼层

半个de Sitter空间

稳恒态理论的好处是能做出简单而又明确的预言。但从我们的观点看,它有两个不令人满意的地方:一是存在负能量;另一点是它的时空只是半个de Sitter空间,还可以扩展。尽管存在这些美学上的异议,对稳恒态理论的真正检验还在于其预言是否与实验观测一致。现在看来,它似乎并不一致,尽管观测结果还不是很确定。
de Sitter空间是测地完备的,但这种空间仍有些无法用任何测地线连接起来。这种截然不同于那些具有正定度规的空间。在具有正定度规的空间里,测地线的完备性保证了空间中任意两点至少可用一条测地线连接。代表稳恒态宇宙的半个de Sitter空间在过去是不完备的(有些测地线在整个空间是完备的,它们穿越了稳恒态区域的边界,因而在那个区域内是不完备的)。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2016-12-12 05:09:27 | 显示全部楼层

过于脆弱

用广义相对论构造的宇宙模型过于脆弱,经不起任何的扰动。在量子引力中,一般情况下,时空是平坦的,没有平坦性问题,即使是黑洞也是匀速运动的。可以从伽里略相对性原理和光速不变原理推导出平坦时空,彭罗斯的扭量理论或许可以帮的上忙,因为扭量理论结合了伽里略相对性原理和光速不变原理。只有当加进了相互作用后,时空才会变得弯曲起来。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2017-1-15 11:22:02 | 显示全部楼层

牛顿引力子

沈惠川通过对比EPR原论文和Bohm的著作中的有关段落,证明了Bell不等式和Aspect实验之类,与EPR思想实验完全无关。在铁的事实面前,一些量子力学专家们仍在喋喋不休地谈论“EPR对”或者“使得人们能通过实验来检验量子力学和定域隐变量理论的孰是孰非”之类的话题,使得人们有理由怀疑他们的科学诚意。Bell生前曾指责有些量子力学专家们所谈的论据是经过“故意挑选的”,目前的形式同Bell所指责的完全相符。
S. 霍金的高足吴忠超先生在一篇纪念Einstein的文章中说:“就现状而言,量子力学并不自洽,它仍然忍受着Einstein-Rosen-Podolsky佯谬的折磨。” 看起来正如彭罗斯所梦想的那样,量子引力真的能解决EPR佯谬,地球+ 月亮 = ψψ*,地球和月亮之间通过交换牛顿引力子产生引力,牛顿引力子以光速运动,是完全相对论性的,不会破坏微观因果性。Einstein指出:实在性原理,局域性原理与量子力学原理之间的不能协调一致,从而断定量子力学是不完备的,否认了哥本哈根学派所认为的现行量子力学理论是一种不能更改的最终形式。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2017-1-31 05:38:21 | 显示全部楼层

统一理论

如果你把这些强子想象是由一段段弦组成的,在它们的端点有夸克,那么 Veneziano公式就是你所得到的。根据Veneziano模型(Veneziano-Nambu model),这些弦由两个反方向的作用力保持微妙的平衡,一是张力,使弦的两端拉近,另一为使弦两端分离的加速力。弦就好像飞机的螺旋桨,随时随地都在转动,所谓的离心力使得弦的两端向外拉,而弦本身内收的张力,恰好与之平衡,此一内收的张力非常强劲,每根弦上约十叁吨左右。
显然,离心力是由位似变换产生的,而内收的张力代表一种对称统计。我们知道,在局部位似变换服从的是反对称统计,所以似乎这里存在一种位置空间中的超对称,当然,加上了质心坐标后,位置空间的超对称可以变换成动量空间的超对称。所以,像弦理论一样,统一理论必定是包含了引力、弱力和强力的大统一理论。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2017-7-7 04:42:20 | 显示全部楼层

量子力学的基础问题

正如很多人期望的那样,量子引力可以解决量子力学的基础问题。量子引力= 牛顿+ 爱因斯坦;从牛顿项的角度看,是粒子;从爱因斯坦项的角度看,是波。布鲁克海文的相对论重离子碰撞结果给出了实验证据,在黑洞的视界上,牛顿和爱因斯坦项的强度相等。以π介子为例来进行说明,从色荷的角度看,夸克和反夸克属于牛顿项,是点粒子;夸克和反夸克的自旋属于爱因斯坦项,自旋也必须相互抵消。量子引力和薛定锷方程是相容的,Levy-Leblond方法可以从薛定锷方程的一次化推导出自旋。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2017-9-7 05:09:00 | 显示全部楼层

超流的二流体模型

Tisza勇敢而又仔细地运用London的建议去观察氦II。在London思想的基础上,Tisza于1940年提出了二流体模型,其模型几乎能解释当时在实验中发现的所有特异现象。当迪察的文章发表之后,London一见就暴跳如雷;他认为任何人都可以清楚地看到,由同一种原子构成两种流体,物理上是不可能的;从定义上看,原子本身是不可区别的。将氦II分成超流体和正常流体只是为了数学上的方便,在获得诺贝尔奖的Landau的二流体模型中,液体氦中其实只存在一种流体。
经典引力中没有超流,量子引力中有超流。超导热性是一种统计效应,只要地球大气层中的很小一部分是超流的,其导热率就很可观。太阳单位体积的产热率只是人体的1/60,但太阳的体积是地球的130万倍。虽然地球的大气是绝缘体,但地球很大,只需要半个钟头就使整个大地都放了电;是雷雨把负电荷带至地球上,以平均1800安培的电流把地球充起电来。
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2017-9-27 04:05

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

快速回复 返回顶部 返回列表