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楼主: henryharry2

[建议] 引力论和宇宙论

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 楼主| 发表于 2013-4-7 09:57:11 | 显示全部楼层

从经典引力到量子引力

经典引力无法重正化,Witten等人的数学功底令我们望尘莫及,对超引力的研究得到的也只是行不通定理。我们只能另辟蹊径,地球+月亮=ψψ*,一眼就可以看出,这是个满足平方可积条件的Hilbert线性空间。量子力学的自伴算符则由量子引力中的对合算符以及正、负能态的配对来实现。对于经典引力描述可用的范围,量子引力基本上还是满足线性特征的。

当很多粒子纠缠到一起的时候,构成了量子多体问题,此时量子引力也很难处理的非线性问题再次出现。解决办法与凝聚态物理和统计物理的方法类似,只能是通过量子统计解释问题,这也就出现了两个带有引力的新学科:广义凝聚态物理和广义量子统计物理。在经典引力和杨-Mills场中我们都知道,如果可以找到一个对合自同构群,就可以找到线性的精确解。

对合自同构意味着要将物质码放的整整齐齐。在量子引力中,用对合算符解释自伴算符,也就意味着这种将物质码放的整整齐齐的事件经常出现。一些现象用经典引力是无论如何无法解释的,例如地球的Chandler摆动,地球可能已经这样自娱自乐几十亿年了,维持这种摆动的唯一可能的解释是:超流。现在很容易明白为什么土星环如此薄又如此稳定了,原来大石头和冰块们构成了一个对合自构群,土星环实际上是一种量子超流液体构成的环流。
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发表于 2014-5-7 18:09:15 | 显示全部楼层
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发表于 2014-5-7 18:10:40 | 显示全部楼层
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发表于 2014-5-9 13:40:37 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2015-7-25 13:42:05 | 显示全部楼层
量子引力简单明瞭到连小孩子都能懂,地球+月亮=ΨΨ*或ψψ*;这个公式堪比牛顿的F=ma和爱因斯坦的E=mc平方,一看就知道肯定是对的。爱因斯坦和全世界的物理学家孜孜追求了一生的圣杯,竟然如此简单,为什么没有人发现?我将量子引力归结为“庞加莱原理”:引力纯粹是一种天体之间的量子干涉现象;对于有质量天体之间的相互作用,给出的正是牛顿引力的结果;对于太阳引起的光线偏折,给出广义相对论同样的计算结果;两个平行的光子之间的引力为零,从广义相对论也可以得到同样的结果;在两个反向飞行的光子之间,由于量子干涉,引力将是牛顿引力的四倍,这是个新的预言。

新的预言马上得到天文观测的支持,这关系到物理学界的第一大谎言:宇宙灭亡论。2千多年前,托勒密制造了一个谎言,忽悠了人类一千多年;如今技术进步了,全体理论物理学家们集体制造了宇宙灭亡论的谎言,又开始忽悠全人类;要说这个现代版的谎言还不如托勒密的那个版本呢,在托勒密那个版本里至少宇宙还是永恒的。人——万物之灵?

我认为我发现量子引力的基本原理,更应该获得个诺贝尔物理学奖。如果说无穷大的真空态是物理学界的耻辱的话,宇宙灭亡论被各种媒体大张旗鼓地宣传,已经变成了全人类的耻辱,标志着全人类都“脑筋不正常”。
宇宙灭亡论起因于哈勃错误地认为哈勃红移是宇宙膨胀的结果。而在量子引力里来看,平均说来,宇宙中总有一半的光子与某个光子反向,所以哈勃红移只是一种特殊的引力红移,宇宙本身则既不膨胀、也不收缩,体积是维持不变的。
如今支持我们的宇宙永恒论的天文观测数据多的数不胜数、罄竹难书,估计用大英百科全书的篇幅也写不完,我就不一一列举了。
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 楼主| 发表于 2015-7-31 14:55:45 | 显示全部楼层
假如宇宙是五维黑洞的四维视界,我们似乎又回到了托勒密时代。人站在地球上,上有天、下有地,对于四维视界,上面也没有天、下面也没有地,人们永远都跑不出这个视界去;就好像黑暗皮球内表面的一只蚂蚁,把天和地都去掉了,蚂蚁只能够感觉到这个表面。量子力学里的许多概念需要人们有一个不断适应的过程,渐渐习惯了才能够明白其含意。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 13:36:44 | 显示全部楼层
德国科学家研究发现,宇宙深处的一个类星体上铁物质含量要远多于太阳系中任何一个星体。由于天体中铁物质的形成需要极漫长的时间,在与太阳系天体铁物质含量对比的基础上,科学家提出宇宙年龄可能大于此前人们的猜测。
马普学会地外物理学研究所和欧洲航天局的科学家们借助XMM-NEWTON空间射线望远镜对这一编号为“APM08279+5255”的类星体上所含成分进行分析发现,虽然该类星体中似乎并不存在氧元素等,但其铁物质含量大约是太阳系中单个星体的3倍左右。
科学家介绍说,根据大爆炸理论,类星体及其所含铁物质是在宇宙大爆炸后15亿年左右才逐渐形成的,而天体中的铁物质是在宇宙中星体燃烧爆炸之后经过聚变反应后形成的,也就是说,某个天体上的铁物质只能在数十亿年时间内才逐渐积聚起来。现有研究认为,宇宙的年龄至少为125亿年,太阳系形成的时间约在90亿年前。因此,以太阳系天体中铁物质含量做对比,科学家认为这一新发现或者表明宇宙中存在一类人们迄今并无认识的富含铁物质的星体,或者表明宇宙年龄要大于此前的猜测。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:08:19 | 显示全部楼层
现在一般认为,星系的中心都会有一个大质量黑洞,假如这个星系在运动,例如银河系就有一个每秒600公里的本动速度,它的中心黑洞也一定跟着以相同速度运动。但这点起码的常识却与广义相对论不相容,按照广义相对论,黑洞的中心是个本性奇点,不会跟着运动。广义相对论有问题,最好不要听宇宙灭亡论专家们的胡言乱语。在我们的理论中,就算是黑洞,不发生相互作用时,也是匀速运动的。爱因斯坦说:“我曾经嘲弄权威,命运却让我也变成了权威。” 俗话说:人一旦变成了神,悲剧也就开始了。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:46:13 | 显示全部楼层
在我们的宇宙模型中,宇宙既不膨胀、也不收缩,而是处于动态平衡状态,这是因为我们的引力论中有一个冻结在四维时空中的隐藏齐次维。Alfven推导出太阳上的磁场是冻结在太阳等粒子体内,他的理论是很多太阳理论的基础,被认为对太阳物理作出了重大贡献而获70年代诺贝尔奖。这样哈勃红移会使光子能量减少,而暗物质粒子动能增加,暗物质粒子会与气体混合使宇宙中的气体保持一定的温度,否则那些气体会因辐射而降温并形成大量恒星,这是著名的冷流问题,活泼的暗物质粒子阻止了这个过程的发生。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:47:55 | 显示全部楼层
我认为,夸克是量子细胞,这可以解释夸克禁闭问题,而暗物质粒子是量子细菌,质量大约在几到几百兆电子伏之间,细胞和细菌都是细胞,但不一样。事实上,计算机模拟表明,我们的暗物质粒子质量是冷暗物质模型中与宇宙观测事实最相符的。暗物质看不见、摸不着,对维持星系结构至关重要,例如宇宙中大约有1/3是棒旋星系,据说银河系就是一个棒旋星系,但恒星棒的维持机制是个大问题,林加翘等人认为,气体通过向星系中心下落维持着恒星棒,但这种机制在维持恒星棒的同时也会使恒星棒瓦解。
假如是暗物质粒子维持着恒星棒,就没有问题,暗物质粒子可以分成两群,一群顺时针绕着银河系转,另一群逆时针地绕着银河系转,这样就可以维持恒星棒的结构,而且两群相对运动的暗物质粒子可以生成密度波,也维持着银河系旋臂结构不变。人们在宇宙中发现了一个子弹星系,那是两个星系发生了碰撞形成的,通过计算机模拟,人们发现两个星系的暗物质会互相穿行而过,并且暗物质也不与普通物质发生碰撞,星系碰撞后,暗物质会分布在外围。人们正在通过大型望远镜寻找银河系周围的超暗弱矮星系,有的矮星系中甚至一个发光的恒星都没有,已经找到了一些。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:49:38 | 显示全部楼层
按照庞加莱原理,可以知道宇宙是圆的,这和爱因斯坦理想中的宇宙一致,可以说我们的发现像哥伦布发现新大陆一样有意义。详细的推导需要一点儿数学,罗伦次群是幺模仿射群,仿射空间是不完备的,需要添加无穷远点才能够完备,从重整化理论知道,添加进去的无穷远点不是别的,正是电荷。这样构成的射影空间是五维的,和弦理论的出发点差不多,但我们的五维空间中多出的一维是个数学维——齐次坐标维。弦理论多出的一维是物理维,弦理论通过一番痛苦挣扎终于得出在五维反De Sitter黑洞的边界上引力场和共形规范场对偶,也就是一种特殊的统一场论,其中的引力场是特殊的引力场,规范场也是特殊的规范场,此即被认为是目前弦理论最高成就的全息原理。我们通过添加一个数学维在约化的办法达到了弦理论同样的结论,不过此时的引力场就是一般的引力场,规范场也是通常意义下的规范场,也就是真正的统一场。
几十年来,全世界的理论家们在完全不知道现实如何的情况下,完全凭着信仰发展了弦理论,我们一下子把弦理论与现实等同起来。把弦理论的全息原理拿过来,可以知道宇宙位于一个五维虚拟黑洞的四维视界上(我们的理论有一个虚拟维),于是宇宙的体积是固定的,既不膨胀也不收缩,因而是永恒的。至于哈勃红移则是引力红移,按照庞加莱原理,普通物质间的引力等同于牛顿引力,光子和普通物质间的干涉强一倍,这可以解释太阳引起的光线偏移,两个平行的光子之间没有吸引力(采用广义相对论也可以得出这个结论),而两个反平行光子之间的引力由于量子干涉将是牛顿引力的四倍,正是这一项使宇宙中的光子获得了哈勃红移,和这个光子平行的光子之间没有引力,而和这个光子反平行的引力额外地大,大体上宇宙中总有一半光子和某个光子平行、一半的光子和某个光子反平行,从而宇宙是永恒的。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:53:30 | 显示全部楼层
一个被成为“宇宙同谋”的问题。哈勃年龄目前估计是137亿年,所以光没有足够的时间从一个星系传到另一个星系。而根据相对论,光是宇宙中最快的东西。如果连光都没有时间穿过两个区域的中间,其他任何事情也不可能发生,没有任何东西能够从一个区域传递到另一个,所以两个区域之间的任何差异都无法消除。但是,无论我们朝哪个方向看,宇宙似乎都一样,有同样的星系,几乎按照一样的模式分布,好像它们曾经商量过一样。这个事实变的令人不解,被称作“宇宙同谋”。
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 楼主| 发表于 2015-8-9 14:54:25 | 显示全部楼层
这种讨论既让宇宙学家们兴奋也令他们沮丧。对于我们幸福地生活在其上的地球,即便不是一目了然,我们也很容易发现自己是站在一个曲面上。超出我们印象的是,远在古希腊时期人们就知道地球是个球体,他们甚至还成功地测量出了它的直径。现在想象我们正在一个比地球大上万亿倍的球面上,那么所有的实验都会显示这是一个真正的平面。球面的曲率是如此之小,根本测量不出来。我们比广义相对论前进了一大步,广义相对论给出的宇宙解极为不稳定,存在宇宙巧合问题;我们认为,宇宙是吸引、平坦和排斥的统一体,测量的结果是真正平坦的,而不仅仅是对平坦的微小偏离。
如果没有涨落让引力发挥作用,那么从一个在产生宇宙微波背景时完全均匀的宇宙中形成现在看到的这种非均匀的、有疏有密的宇宙就不可能完成。但是,空间涨落的尺度也十分重要。对宇宙微波背景的观测得到的全天图中可以看出,每个略冷和略热的区域大小是很相似的,平均起来是1度宽。根据以上事实经过缜密思考,宇宙学家们确定宇宙是平坦的。其理由是,我们能够预言宇宙中涨落的实际物理尺寸,将期望值与实际值相比较,可以告诉我们光线自从源头发出后被弯折了多少,这取决于宇宙中物质的数量:物质越多,光线弯曲的越厉害。将仿真结果与实际情况比较后发现宇宙恰恰含有临界数量的物质,因而是平坦的。
宇宙的平均密度用希腊字母Ω表示。如果Ω大于1,引力占据上风,时间终结时会有一次大坍缩;如果Ω等于1,按照我们的永恒宇宙论,宇宙既不膨胀也不收缩,这被称为一个平坦的宇宙。如果Ω低于1,膨胀将一直持续下去。观测表明,我们生活在一个平坦的宇宙中,在这里,欧几里得几何学即使在最大的尺度上也成立。为什么事情会这样?按照广义相对论,要达到一个平坦的宇宙,宇宙中必须具有确切数量的物质,差异仅在几个原子之间。换句话说,要是我们的宇宙中少了或多了几个原子,那么它的几何特性就会变得远非平坦。
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 楼主| 发表于 2015-8-11 13:11:22 | 显示全部楼层
爱因斯坦试图描绘一个最简单而又与真实宇宙有关的可能宇宙模型,即物质在空间均匀散布的宇宙。这个宇宙是封闭的,像一个球的表面那样自我弯曲闭合,因而没有边界。牛顿宇宙学不能妥善处理边界问题,因为它不允许时空弯曲。但把广义相对论运用于这样一个宇宙是不对的,它必定要么膨胀要么收缩,而不可能保持静止。运用我们的量子引力就对了,宇宙整体即不膨胀也不收缩,可以说我们的发现实现的正是爱因斯坦早期的梦想,当然,我们的全息宇宙加入了现代元素,宇宙实际上是有边界的,电荷就是宇宙的边界,电荷是个无穷远点,有质量的粒子无法到达无穷远点,只有无质量的粒子可以到达无穷远的,这个无质量粒子正是光子,从而和粒子物理学统一起来。
爱因斯坦和物理学界的早期直觉思想和我们是一致的,现代宇宙论显然是大胡话。这有点儿像下围棋,所谓长考出臭棋,长时间考虑的棋经常不如凭直觉下出的棋。1917年的标准认识是,银河系是整个宇宙,宇宙也就是恒星的稳定集合。单个的恒星可以四处漫游,但若把银河系作为一个整体看,则宇宙的突出特征似乎就是稳定性。银河系既没有变大也没有变小,它就在那里,并将永远如此。有的恒星在诞生,有的在死亡,但银河系的整体面貌总保持稳定不变。所以当爱因斯坦拿起自己发明的新奇工具用于描述宇宙时,他预期的结果是至少有允许稳态宇宙存在的可能性。
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发表于 2015-8-13 18:03:57 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2015-10-8 05:32:01 | 显示全部楼层
有句广告语说:“心动不如行动”,行动真的不好,行动得越多,地球的熵增加的越快,人类的混乱度增加得越快。在量子引力中,则是行动不如心动,以地球和月亮的引力为例,地球和月亮在心动,由于量子效应,她们心动的同时会产生一个虚动量P,两个虚动量会互相抵消,产生出一个额外的净吸引力F=dp/dt,量子引力就是这么简单,比广义相对论简单得多。
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 楼主| 发表于 2015-10-13 13:47:07 | 显示全部楼层

银河系

银河的童年肯定会让弗洛伊德大感兴趣。甚大望远镜观测到的红外图像上发现宇宙远处的原始星系。这些星系都经历了动荡的童年,在它们内部诞生的恒星质量都非常巨大,经常爆发成为超新星。这样动荡的童年可能持续很长时间。在过去,银河系要比今天混乱和复杂。银河系也许为自己辩护说:它之所以成为掠食者,和它艰险的童年遭遇有关,情有可原,应当从轻发落……
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 楼主| 发表于 2015-11-12 10:10:35 | 显示全部楼层

生机盎然

为了拯救热力学第二定律,人们发展了黑洞热力学。但是为什么要拯救热力学第二定律呢?顺其自然不是更好吗?在不考虑引力时,自然朝着均匀态演化,所以均匀(热平衡)代表高熵态;但在引力出现时,自然朝着聚集的方向演化,均匀却是低熵态。引力作用自然消除了过去所谓的宇宙“热寂”问题。换句话说,热运动使宇宙的熵增加,引力使宇宙的熵减小。
从量子引力的角度,可以这样理解。包含了引力和热力学的系统中,也包含了动态重整化,有个虚时间。我们的看法甚至与Boltzmann方程也是兼容的,可以将动态重整化看成是碰撞项。如何描述低熵或高熵状态,取决于动态重整化的结果。如果引力可以忽略,气体整齐收缩在某一角落时拥有低熵,气体扩散时拥有高熵。因此气体会扩散,导致宇宙熵增加。
一旦引力不可忽略,情况就会颠倒过来。一团有引力作用的气体倾向于聚集而不是扩散。引力会使粒子聚集成恒星和星系,熵也会随之显著减少。目前完全看不到宇宙有任何“热寂”的迹象,实际展现在人们面前的宇宙图像完全是一幅丰富多彩、千差万别、生机盎然的,与“热寂”所描述的图像完全背道而驰。与其竭力拯救热力学第二定律,不如承认热力学第二定律是一个忽略引力情况下才成立的特殊定律;一旦引力不可忽略,引力将使宇宙的熵减少,与观测事实一致。
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 楼主| 发表于 2015-11-17 07:51:24 | 显示全部楼层

视界

我们用视界代替瞬子可以解决轴矢量U(1)问题,现在由“薛定锷蛋”理论也可以解决轴矢量U(1)问题。正如布鲁克海文实验室给出的相对论重离子碰撞结果,支持了视界看法,这也意味着“薛定锷蛋”理论也是对的。不过“薛定锷蛋”这个称号用于科普版本是最合适的,恐怕放到正规教科书里有些不雅,我还没想好它的学术名称。
视界还有其他的用途,对于三维视界而言,熵与其表面积成正比。宇宙是个四维视界,熵自然与体积成正比;宇宙的总体积是不变的,自然熵也是不变的。(宇宙热力学第二定律)。
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 楼主| 发表于 2015-11-21 10:55:37 | 显示全部楼层

偶极磁场

我认为要解释天体的磁场必须考虑量子引力。天体的磁场大多为类似于磁铁的偶极子磁场,并且我认为,携带天体磁场的不是电流而是自旋。以磁中子星的磁场为例,它的表面磁场强度高达1千万亿高斯,不太可能完全是电子和质子产生的,很可能绝大部分磁场强度是中子产生的,毕竟中子星内部全是中子,电子和质子很少。
那么量子引力是如何将天体内局域的自旋调整到同一个指向上的呢?中子星的表面引力接近1/3光速。经过一个双重几何到单重几何的变换,偶极子磁场可以变换为引力场,再经过一个单重几何到双重几何的反变换,可以看出引力场的存在有利于将天体内部的局域自旋都调整到同一个方向上。
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