科学网

 找回密码
  注册
搜索
楼主: henryharry2

[建议] 引力论和宇宙论

[复制链接]
 楼主| 发表于 2012-12-12 11:53:48 | 显示全部楼层

物理学最震撼的一幕

由类Stokes定理,我们知道,可以将天体的热运动重定义并吸收为天体的自旋。这意味着牛顿引力的源有两项:静止质量+热质量,这里热质量表示热运动引起的附加质量。根据爱因斯坦的质能关系式,我们知道其实静止质量也是能量,只是到了比较高的能量状态我们才能看到静止质量也是由于运动引起的,于是我们可以认为其实这两项可以合并为一项。

作为旁证,QCD已经知道核子的质量全部由其夸克-胶子的结合能引起的,当将两项合并为一项后,物理学历史上最令人震撼的一幕便出现了。考虑地球和月亮之间的引力,现在根据量子引力论,地球和月亮之间之所以有服从距离平方反比定律的引力存在,是因为地球和月亮都有自旋(自旋1/2),引力是自旋-自旋耦合的结果——与极矢量场不同的自旋-自旋耦合。

处于引力与离心力平衡的状态时,地球和月亮的运动肯定是动量相等、方向相反,对于内禀的自旋也是如此。这意味着,地球和月亮的自旋力矩也一定是大小相等、指向相反,这是所有物理学家都非常熟悉的一幕,假如将地球当成夸克、月亮就是反夸克(反过来当然也可以),她们之间通过一根弦相连接,并且她们的自旋一定相反互相抵消,这与传说中的介子的弦模型是多么相似的一幕——地球和月亮构成了宇宙中的一个超级介子。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-12 11:54:20 | 显示全部楼层

物理学最震撼的一幕

由引力相联系的地球和月亮像介子,但地球和月亮的自旋却不同于极矢量的自旋,它带着“把”儿,地球和月亮之间自旋相消的情况还带有同位旋的性质。从此后,弦理论家们有事干了,我们第一次在宇宙学尺度上找到了弦存在的依据。这里还需要插入另外两个因素,地球和月亮构成同位旋意味着她们首先要约化成无质量的形式——爱因斯坦等效原理的量子表述。

很明显,由同位旋到杨-Mills场的发展思路也遵循这种从有质量场到无质量场的约化形式,对于地球和月亮的情形,这体现出了交叉对称性。另一个因素是牛顿第三定律的量子表述,事实上,我们的方法还意味着即使构成同位旋的“粒子”——这里我们将地球和月亮都看成轴单极子——的质量不同,它们的自旋也必须抵消,很明显的例证是构成介子的夸克有六种味道:上、下、奇异、粲、底与顶,不同味道的夸克质量不同,但不同质量的夸克和反夸克构成的介子自旋总是0,其原因肯定是不同质量的夸克的自旋也必须是相抵消的。

另一个例证在氦4超流态中,对于旋子的最好解释是类似于Kondo效应的自旋-轨道抵消作用,除此之外,很难找到更简单合理的解释。但是氦4原子的极矢量自旋为0,现在我们知道,轴矢量可以有自旋,高于绝对零度时,氦4原子的热运动可以被吸收到集体的自旋中。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-14 10:00:48 | 显示全部楼层

二十一世纪的布鲁诺

引力产生的宏观自旋比普朗克常数高几十个数量级,那么怎么样验证我们的量子引力论是正确的呢?原因是引力场是并发量子化的,只要牛顿引力子或者爱因斯坦引力子这个最小引力单元直接和普朗克常数联系就可以了,数以亿亿计的牛顿引力子集体行动就会比普朗克常数高几十个数量级,生成的虚引力子数量则服从牛顿的平方反比律从而恢复出经典牛顿引力。

以地球和月亮之间的牛顿引力为例,地球和月亮的突现自旋大小相反、方向相反,牛顿引力子的量子化则服从Feynman的吸收体理论。有趣的是,牛顿引力子看起来非常像苏武沛等人描述的有机导体中的孤子,从地球发射到月亮的虚牛顿引力子和从月亮发射到地球的虚牛顿引力子都只携带半个普朗克单位ħ/2,都只相当于孤子理论中的“半个粒子”。

这种巧合其实是必然的,原因正如我们已经分析过的,用动态重正化的方法量子化后的系统是一种弱Luttinger液体。在有机导体中,共轭聚合物会产生一个真正的准一维能带,动态重正化会产生一个虚拟的(位于抽象空间中的)一维能带,在目前的情形下由于地球和月亮互相感应,产生了一个由地球指向月亮的指向矢,指向矢与能隙杂化产生了真实的一维能带。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-14 10:26:19 | 显示全部楼层

二十一世纪的布鲁诺

掌握了正确的牛顿引力量子化方法后,我们立刻发现了万有引力意味着万物有灵,土星光环中的大石头们或者银河系中的恒星以及行星之间会互相感应,产生一个能隙从而导致一个准一维能带的产生,排列成非常优美的姿势。人类所谓的“万物之灵”之说与托勒密的地心说如出一辙,属于人类“自我感觉良好”产生的一个自欺欺人的精神鸦片,托勒密的地心说认为地球是宇宙的中心——“感觉很好”,而所谓的“万物之灵”说则认为人类是宇宙的灵魂。

既然万物有灵,人类最多只能算是“万灵之一”,并且这个“万灵之一”看起来是宇宙中最没有意义的“万灵之一”,君不见土星的光环和银河系的旋臂已经存在了几十亿年,而人类自工业革命以来以破坏自然秩序为代价建立的所谓“秩序”只不过存在了数百年。

由于动态重正化意味着一条虚拟的弦,因此量子引力与弦理论有紧密的联系也就不足为奇。但我们还是比弦理论前进了很多;第一,没有手征性疑难,由于黑洞视界=瞬子,黑洞奇迹般地将破缺的手征对称性又恢复了;第二,由于没有了手征性疑难,量子反常问题也不存在了;第三,在我们的理论中,荷是射影空间中的无穷远点,弦是无穷远直线,就与热力学第三定律建立了联系,绝对零度也是无穷远点,无穷远点不可达,因此黑洞不存在奇点。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-14 10:48:49 | 显示全部楼层

二十一世纪的布鲁诺

万物有灵,可以看成是我们对“神学”的贡献。最重要的进步是我们发现宇宙很可能是可逆的(3岁小孩也应该看出来理应如此),换句话说,宇宙很可能是一个自旋为1/2的超级费米子——量子生命,正如哥白尼的日心说为“神学”留下了空间一样,这是我们为“神学”留下的空间——你可以认为宇宙这个超级量子生命是“上帝造的”。

弱相互作用是可逆的,假如黑洞吃进的是反中微子会将弱相互作用逆转过来;电磁相互作用是可逆的,假如哈勃红移的起因是宇宙有自旋;强相互作用是可逆的,假如黑洞只吃进光子不吃进重子,会造成黑洞内的重子跳到越来越高的激发态上,所谓“哪里有压迫,哪里就有反抗”,黑洞最终会Hold不住这些高能态的重子又重新释放出来。因此,黑洞会“减肥”,黑洞的视界面积会减小,按照现在的黑洞热力学,这和哈勃红移都意味着宇宙的熵减少。

只是宇宙轮回的方式可能很激烈——轴矢量场具有延迟爆发的特点。假设银河系和仙女座星系合并成一个巨椭圆星系,老年的巨椭圆星系会出现大黑洞吃小黑洞的情形;天文观测表明,银河系的中心除了一个巨黑洞外,其实还存在上亿个小黑洞,吃进的结果是产生超级的宇宙级喷流——正如巨椭圆星系M87一样;一个个新生的大小星系就在喷流中诞生。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 09:48:38 | 显示全部楼层

宇宙磁场的奥秘

宇宙中有无数个天体,而天体间又有很多种作用形式,但是发生在它们之间的力却只有简单的4种。而这4种最基本的力我们在经典物理学中就已熟悉,即弱相互作用力、强相互作用力、电磁力和引力。因此,对宇宙磁场的研究在宇宙学中占有重要地位。探索宇宙的奥秘是人类与生俱来的欲望,而宇宙磁场的起源和演化是物理和天体物理学中长期没有解决的重大问题之一。今天我们就进入宇宙磁场的世界,看一看宇宙中的电磁奥秘。

宇宙学关于宇宙磁场的研究可以追溯很远。人类早期的研究主要是行星层次的,从人类自身生活的地球磁场研究起。地球的磁场与我们的生活息息相关,如鸟儿的迁徙及方向辨别等。人类关于地球的研究已经取得了比较出色的成绩。当科学发展到近代,特别是随着法拉第磁致旋光、塞曼效应的发现,以及各种探测器件的发展,人类对宇宙磁场的研究进入到更深的层次——恒星层次(太阳磁场)、星系层次(银河系磁场)的研究相继展开。我们知道,任何科学上实践的进展都是与理论的进步与完善分不开的,宇宙磁场的研究之所以在近代发展得这样快,和物理上法拉第和塞曼的两个重要的科学发现是分不开的。

塞曼效应本身并不完善,但是它对于后世的科学家却起到了无穷的启发性作用。对于塞曼效应的研究进一步推动了量子理论的发展,在物理学发展史中占有重要地位。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 09:57:08 | 显示全部楼层

宇宙磁场的奥秘

通过对接收到的谱线的分析就可以得到相关区域磁场的信息。有谱线的宽度,再根据该谱线是哪种原子或分子的谱线,加上原子物理学的知识就可以得到有效磁场大小及方向。扫过一个区域,便可以知道其中磁场的分布。望远镜接收到的都是来自遥远目标的谱线,这个谱线的宽度可以很容易得到,这样,关于所通过区域的磁场信息也就可以推测出来了。

除了以上讲到方法之外还有其他测量宇宙磁场的方法吗?由于电子在磁场中受到洛伦兹力,电子的自旋也会受到磁场的影响,磁场可以使空间尘埃粒子排列有序,磁场可以使不同的波在等离子体中有不同的折射率。因此,除了法拉第磁致旋光和塞曼效应以外,还有其他的探测宇宙磁场的方法,如测量星光的线偏振等,因此就不做详细介绍了。

宇宙磁场在宇宙中扮演着如此重要的角色,那么它究竟是从何而来的呢?现在的理论仅能解释在较小尺度内磁场的起源,如恒星或超新星的爆发,但在解释更大宇宙尺度内的磁场,如星系及星系团尺寸的磁场起源时,则会碰到困难。相对狭小的磁场像地球和太阳的磁场是由其核心的动荡的传导流体混合生成的,但是星系和星系群中大规模的磁场就很难用传导流体混合的理论来进行合理的解释,这也是多数星系自形成以后只自转数十次的原因。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 10:06:17 | 显示全部楼层

宇宙磁场的奥秘

实际上,很长时间以来,研究人员一直都试图对这种初试磁场作出令人信服的解释,他们利用一些最新物理学作用机制理论来构造不同的模型,比如有的研究人员就采用大爆炸瞬间极难俘获的粒子或者重力与电磁场进行耦合的方法。尽管目前还没有找到比较令人信服的证据,但是毕竟宇宙磁场在宇宙演化中的作用的研究已经被置于很重要的位置。宇宙磁场新的研究已经迅速展开了。

而关于宇宙磁场,新的发现激动着每个研究者的心:2006年3月英国埃克塞特大学和德国不来梅国家大学的科学家们惊喜地发现了被认为是宇宙中最强的磁场。在《科学》杂志上发表的论文中,Daniel Price博士和Stephan Rosswog教授向人们展示了两颗中子星发生剧烈碰撞时的图景,在碰撞过程中产生的磁场比地球磁场强一千万亿倍。强磁场到底是怎样产生的呢?当两颗中子星在各自的轨道上运行时,它们会缓慢地螺旋运动到一起,最终导致剧烈的碰撞。这样的碰撞会发生激烈的喷射,产生强磁场,而且是在中子星相互碰撞之后的一或两毫秒的时间内就能产生强磁场。

宇宙磁场是一个很有吸引力和挑战的问题。对于宇宙磁场的研究可以帮助我们认识更深层次的宇宙,是我们探索宇宙的又一个重要工具。而塞曼效应和法拉第旋光是研究宇宙磁场的最重要的两种方法。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 10:29:10 | 显示全部楼层

动态重正化与奇异金属态

物理学家早就设想,如果对氢的凝聚体施加以超高压,氢将从绝缘态变成金属态——即所谓的Mott绝缘体-金属相变,并在地球上开始了类似的实验,但到目前为止,人们还没有获得金属氢。科学家们还认为,木星内核中的氢就处于金属态。我们发现,其实太阳上的氢早就实现了绝缘体-金属相变了,这一次又是“王顾左右而言他”——变成的是奇异金属态。

大自然为什么没有按照人类的设想实现Mott转变,而是变成奇异金属态?从动态重正化角度分析,就很容易明白了。太阳的质量是地球的几十万倍,引力场很强,这相当于处于超高压状态,假如是通常意义下的Mott转变,意味着每一个晶格都发生相应的转变,这需要很大的能量,大自然是很经济的,连太阳这样强大的天体看起来也懂得节省能量。

动态重正化也会生成能带。动态重正化会生成一条虚的弦,相当于弱Peierls相变,由于粒子们会互相感应生成指向矢,当指向矢与这条虚的弦重合时,这会产生类似于Peierls相变的效应。但是这样产生的Peierls相变不是在晶格的每个格点上都发生的,而是在太阳上建立了一条“浮桥”通道,也就是像行军蚁遇到河流时动态地架起桥梁一样——动态地排列出了一条能带。由于载流子密度极低,这种方法比通常的Peierls相变可使能量节省很多倍。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 10:54:23 | 显示全部楼层

动态重正化与奇异金属态

这下子麻烦大了,因为我们发现宇宙本身也处于奇异金属态——很明显,这样就很容易解释宇宙磁场的产生。为什么宇宙也会处于奇异金属态?这要从我们将引力场量子化时最震憾的发现——万物皆有灵——谈起。我们先谈谈地球和月亮这一对“好姐妹”或“好兄弟”。

地球和月亮会“心有灵犀一点通”。宇宙中的天体之间建立联系与人类大脑的神经细胞之间建立联系有点类似;由于是依靠以光速运动的虚引力子建立联系,因此天体之间建立联系的范围和尺度要大得多,速度也快得多,为简单起见,这里我们只考虑牛顿引力。地球和月亮都在不停地发射并回收虚牛顿引力子,尝试着与其它天体建立联系,当地球和月亮之间还没有建立联系时,这种虚牛顿引力子的发射和回收过程是转动对称并且也是球对称的。

当地球和月亮感知到彼此存在后,它们之间就会生成一条充当桥梁作用的指向矢,并且无论地球和月亮怎样运动,这条虚的指向矢都会将两者紧紧相连;透过量子力量最小作用原则,我们知道这样相当于处于能量最低的状态。当然这条指向矢是看不到的,但是有可观测效应;由于月亮的潮汐效应,地球的自转一直在变慢,但实际观测到的这种自转变慢效应比用广义相对论计算的要小1倍;由量子引力我们知道,正是由于指向矢使得耗散减小了1倍。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 12:35:13 | 显示全部楼层

动态重正化与奇异金属态

如果地球和月亮是夫妻的话,那么他\她们之间的爱情真的是海枯石烂永不变了,只要宇宙存在一天(事实上,按照我们的理论,宇宙是永恒的),他\她们的感应便永远存在,哪怕是有一天地球或者月亮其中之一飞到了宇宙的尽头,这种联系仍然存在;即使是处于绝对零度,万有引力也存在,引力是一个无耗散的系统,所以这种海枯石烂的纽带关系也很自然。

从量子场论和引力论的逻辑出发也可以得到——万物皆有灵,众生平等,四海皆兄弟——这个结果。从本质上讲,每个基本粒子(例如电子)都是大自然的精灵,太阳中的一个电子会与太阳中所有的其它粒子两两相互作用,严格的计算是不可能的。采用“脑筋不正常”的重正化方法——即引入一个无穷大再用蛮力消除这个无穷大——可以让我们从量子场论得到一些有限的结果。我们已经知道,假如电荷是无穷远点,那么重正化有且只有美学意义。

但重正化对引力无论如何也无法奏效,利用牛顿第三定律的量子表述和庞加莱原理我们可以绕过静态重正化而启用动态重正化,但是无法计算的问题仍然存在。太阳上或者地球上的每个基本粒子都存在与其它粒子的复杂相互作用,即使运用地球上所有的电脑也不能穷尽其状态。我们要么承认失败,要么承认每个基本粒子都是大自然的精灵。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-16 13:05:09 | 显示全部楼层

动态重正化与奇异金属态

对于地球上所有电脑加在一起都无法计算的问题,太阳上的一个基本粒子是如何做到感知其它粒子的存在并且协调好自己在太阳上的位置的呢?假如硬是想要找个理由的话,可以认为基本粒子之间都以光速通信,相比之下,人类则比较迟钝。迟钝的表现之一是明明是“人造的”语言,硬要说是“自然语言”,假如宇宙是可逆的并且在轮回,看起来这个所谓的“自然语言”是宇宙中仅有的无法轮回的符号,其它星球上的人类肯定不懂中文也不懂英文。

大自然肯定是不会有问题的,有悖论肯定是人的问题,最好的方法是承认自己的无能。动态重正化确实能使我们对大自然的理解更进一步。例如对于地球和太阳磁场的生成之谜,发电机理论采用的是单粒子解释,动态重正化则认为,地球或太阳上还存在元激发,正是元激发生成了闭弦才使地球和太阳有了磁场。元激发的概念比较容易解释地球和太阳磁场经常逆转的事实,这是由于开弦和闭弦会相互转化(类似于电-磁转化),振荡的表现之一是磁极逆转。

假如太阳处于奇异金属态,那么日冕的反常加热问题就有了比较合理的解释。当然,我们还无法确定动态重正化生成的弦的具体表现形式,是米粒或太阳黑子的中心有弦,还是针状体是弦?我们想将这个有点伤脑筋的问题暂且留给太阳物理学家们。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-17 12:35:02 | 显示全部楼层

奇怪的还是奇妙的统一?

WIMPs的名字中含有弱相互作用,但最初这只是一种巧合,现在我们看到,由于弱相互作用属于视界相互作用,WIMPs属于视界粒子,这还真不是一种巧合。既然人类还没有探测到WIMPs,为什么我们还要推导WIMPs的性质呢?原因在于我们在世界上有一堆“难兄难弟”,例如Susskind、马德西纳和特霍夫特等——都可以说得上是世界上顶级的物理学家。

一方面,WIMPs为视界粒子;另一方面,WIMPs可以看成是一个拖着一个小黑洞(即Higgs)的自旋为1/2的轴矢量粒子。这就意味着小黑洞的视界与其内部是对偶的,此即Susskind苦苦追寻的所谓黑洞对偶性假设,我们看到,大自然其实早就实现了Susskind的梦想,只不过不是在恒星级黑洞上,而是在核子的尺度上。也就是说如果我们是对的,Susskind就是对的。

另一方面,流代数建立了一系列强相互作用和弱相互作用之间的关系式,就是说强相互作用与弱相互作用是对偶的,但是流代数却并不知道这种对偶性成立的微观原因,现在我们知道,假如弱相互作用发生在黑洞视界上,而强相互作用发生在黑洞内部,那么强-弱对偶性实际上就是黑洞内部与黑洞视界的对偶性,与Susskind的黑洞对偶性假设是一回事。作为这一假设成立的旁证,还有我们推导出的那个奇怪的宇宙模型,宇宙的视界与宇宙的内部也对偶。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-20 11:28:09 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

我们推导出WIMPs的质量大约在几MeV,冷暗物质标准模型推导出的WIMPs的质量大约在10MeV多一点。我们认为,这个差异是冷暗物质标准模型是根据大爆炸理论推导出来的,对星系的年龄有一个限制,而我们的模型一是基于粒子物理模型,二是基于我们自己的宇宙学模型,在我们的宇宙学模型里,宇宙是永恒的,因此星系的年龄也可能比现在估算的长。

最明显的例子是银河系里的某些球状星团的年龄可能有150亿年,当然宇宙大爆炸理论会辩解说这可能是某些误差引起的。银河系里的恒星或星团的年龄不超过150亿年并不代表银河系的年龄不可以有(例如)300亿年,你不能用恒星个体的年龄代表银河系的年龄。正如地球上生命的年龄一般不超过100年,你不能因此就推断出地球的年龄也不超过100年。

我们知道,本星系群以大约600km/s的本动速度围绕着室女座方向一个看不见的巨引力源在运动,而在这个本该出现大量物质的巨引力源附近星系却少得可怜。将人类全部的质量加在一起与本星系群相比,其地位与一只蚂蚁与地球相比,蚂蚁可算是“重于泰山”,人类则“轻于鸿毛”。那么,是什么力量在人类的眼皮底下将本星系群当成了玩具,恐怕只有大自然。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-20 15:16:09 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

在大爆炸理论如此“深入人心”的年代,大自然为何不按“常理”出牌。从理论上讲,无数物理学者利用弦理论构造出了一个Utopia,可是构造出的Utopia却与大爆炸模型大相径庭,但是按照我们的准稳恒态宇宙学模型,弦理论的Utopia也可算是七分成绩、三分错误。

从实践上讲,几方面的证据都导向我们的那个奇怪的宇宙学模型。我们知道,巨椭圆星系中的恒星一般都有很高的本动速度,通常星系的规模越大、恒星的本动速度也越高。假如宇宙中所有星系组成的总星系是一个超巨型的椭圆总星系,那么星系群(例如本星系群)或星系团自然就会有很高的本动速度。但这样来理解宇宙是行不通的,因为很明显的,巨椭圆星系都有一个引力中心,而按照标准宇宙学模型中的哥白尼原理,我们的宇宙是没有中心的。

另一方面,按照大爆炸理论,宇宙的尺度不可能超过137亿光年,但天文观测表明,宇宙的尺度至少超过900亿光年。从这几方面统一考虑,只能得出我们的这个奇怪的宇宙学模型。我们的宇宙服从哥白尼原理、没有中心,但又要有很高的本动速度,那么宇宙只能生活在一个五维的虚拟黑洞的四维视界上,这个虚拟的黑洞充当了宇宙学中心的地位。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-21 09:51:35 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

有一些不同于大爆炸理论的模型,例如南非开普敦大学的George Ellis、Charles Hellaby和Nazeem Mustapha最先提出,后来被法国巴黎-默东天文台的Marie-Noelle Celerier进一步发展的模型。1933年,Abbe Georges Lemaître也提出了一个宇宙模型;一年后,Richard Tolman也独立提出了同样的模型,第二次世界大战之后由Hermann Bondi进一步发展完善。这些名家们的热情可嘉,但是,他们提出的模型有一个共同的问题就是跟“宇宙学原理”势同水火。

要想保留这些名家们的想法而且不违反宇宙学原理,所能推导出的唯一合理的模型就是我们那个奇怪的宇宙学模型。我们的虚拟黑洞宇宙学模型也符合Susskind的梦想,尽管Susskind本人对他的梦想缺乏自信,认为不可能找到观测证据来支持。我们已经找到了足够的证据,看来大自然不仅早就实现了Susskind的梦想,而且让这个梦想飞遍了宇宙的每一个角落。

从广义相对论的绝对时空观来看,两方面的因素都会导致宇宙走向灭亡。一是星系本身会有耗散,所有恒星及其他天体会越来越靠近星系中心;二是假如哈勃红移是由于宇宙膨胀引起的,星系们会互相疏远最终宇宙变成死寂的状态。但是,假如哈勃红移是由于宇宙有自旋,则这两种导致宇宙灭亡的事件都不会发生,原因是光子会将其能量转移给恒星或其它天体。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-22 10:07:51 | 显示全部楼层

万物皆有灵

承认万物皆有灵应该是解决量子力学基础问题的唯一方法。当一个光子经过太阳时,按照广义相对论,光子只是在太阳的引力场中经过并发生弯曲,但是按照庞加莱原理,太阳其实一直关注着光子的动向。当然,这种关注并不是太阳用眼睛去看光子,由于光子以光速运动,太阳发射的引力子永远无法追上光子,因此太阳必须用心去感受光子。

应用庞加莱原理牵涉到怎样扩充狭义相对论的问题。一种方法是认为例如两个背道而驰的光子,它们的极限分离速度两倍于光速。另一种方法是认为太阳和经过的光子构成了一个统一的波函数ψψ*,她们本来就是一个不可分割的部分。当然这些都是数学细节的问题。太阳用心去感受光子意味着太阳会生成一个指向矢,当光子经过时该指向矢一直指向该光子。

太阳用心去感受光子得到的一个意外好处是,光子会产生红移,太阳会因此从光子那里获得额外的动能。当然对于太阳来讲,太阳的质量太大,这种效应很小,人类无法查觉。对于暗物质粒子来讲,通过宇宙的自旋带来的额外动能便会很大,这也是一种自旋为1/2的粒子与自旋为1的光子相耦合的方式,只不过耦合常数非常小而已。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-22 10:28:44 | 显示全部楼层

万物皆有灵

我们看到,利用庞加莱原理就可以实现爱因斯坦的梦想,即在量子力学里也不存在所谓超距作用的问题。可以看出的另外一个问题就是,宇宙中的暗物质和“暗能量”其实是一种广义的规范场最小耦合方式。我们推导出的暗物质粒子比冷暗物质标准模型的质量要小,意味着它们的量子效应更强,无色无味的夸克是纯轴矢量粒子,它们并不服从费米-Dirac统计,更容易凝聚成宏观量子态;从宇宙中光子的哈勃红移那里得到的附加动能也更多。

宇宙是永恒的难道不是宇宙万物的福音吗?难道人类很喜欢看到一个走向灭亡的宇宙吗?

由于暗物质看不见,很难判定宇宙中那些现象是暗物质粒子的贡献,有人用暗物质粒子计算了太阳中微子失踪之谜,发现这个模型与观测到的太阳中微子失踪案符合很好。《大话西游》中的至尊宝一直是用眼睛在看世界,在临死时才学会了用心去体会这个世界。我们看到,万有引力意味着宇宙中的万物一直是用心去感受这个世界。有趣的是,宇宙中看得见的物质只占4%,用眼睛去观察暗的世界不好使,这也迫使物理学家们只能用心去体会我们的宇宙。当引力场量子化后,牛顿的《自然哲学的数学原理》就变成了《自然哲学的美学原理》。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-23 12:43:12 | 显示全部楼层

从量子逻辑到量子几何

动态重正化暗示时空确实有一个隐藏维,正是这一隐藏的抽象维在世界线上划过看起来像弦。加入单重椭圆几何后,意味着量子逻辑对于对合关系也必须成立。对合关系是一种比自共轭关系更加严格的关系,以正、反粒子对称性为例,在射影几何里,正电荷与负电荷为虚圆点,虚圆点为自共轭点、也是对合点,因此对于电磁场而言,这两种说法是等价的。

但是对于强相互作用而言,对合关系则比自共轭关系提供了更加严格的限制。事实上,早在量子力学诞生之初,电子计算机之父von诺伊曼就专门为量子逻辑设计了C*代数,这里*号的意思就是对合。可惜von诺伊曼的这个量子逻辑一直未得到人们的重视,本人也早在多年前就获得一本有关C*代数的书籍,只可惜本人也一直未认真仔细地看过。

在强相互作用中,加入对合关系看来是无法避免的。一方面,证据是确凿的,因为从双重几何和单重几何的对偶性可以推导出G宇称,而双重几何和单重几何的对偶性其实是极矢量与轴矢量的对偶性。加入对合关系后,可以解释夸克禁闭,也可以解释强子为何看起来像弦;另外,为我们的理论和弦理论中的很多设想(例如宇宙和全息模型等)提供了理论依据。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-12-24 12:05:47 | 显示全部楼层

反对暴胀

在我们的宇宙模型中,就像地球的表面积是固定的一样,宇宙的体积是不变的,因此我们并不需要暴胀理论来解释为何微波背景辐射是高度均匀的。不过,我们却很为物理学担心,翻开物理学的历史,你总会发现重复、重复、再重复地重复出现的非常讽刺的一幕:明明是一个谎言,无数的教科书和文章先是重复、重复、再重复地重复这样一个谎言,然后还要重复、重复、再重复地重复同样一个谎言,那真的是一个谎言!

哈勃认为遥远星系的红移可能是遥远星系迅速远离我们引起的,但这个结论可能是错误的,因为假如宇宙有自旋也会导致哈勃红移。但哈勃(可能错误)的结论却导致了宇宙到底是永恒的、还是注定要灭亡的这么一个猴子用臂部都能想明白的问题变成了“宇宙第一难题”。

物理学家的阵营里早就有了不同的声音。现代宇宙学的核心理论真的存在严重缺陷吗?这里我们照搬了一些Paul J. Steinhardt的观点。坏暴胀要比好暴胀更有可能发生,而且不发生暴胀的可能性比好坏暴胀加起来还要高得多。
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, 2017-11-24 22:51

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