科学网

 找回密码
  注册
搜索
楼主: henryharry2

[建议] 统一场论(天体物理)

[复制链接]
 楼主| 发表于 2013-2-26 09:36:11 | 显示全部楼层

类星体

temp.jpg
当我们越走越远,在时间的隧道上越靠后,我们开始看到一些神秘的、名叫类星体的物质。直到20世纪60年代,我们才制造出能够探测类星体的设备。自从那时起,我们就已得知,当非常巨大的星系比较年轻时,在它们的核子中能够形成能量强大的等离子反应堆,这些反应堆的类星体阶段燃烧的强度很大。在核子小小的核心,和我们太阳系大小差不多,能够以强烈的光照亮整个星系。普通的星系在它们的形成阶段,燃烧很微弱。只有像哈勃或凯克这样的望远镜才能成功地采集到它们的影像。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-2-27 12:02:24 | 显示全部楼层

伽玛射线暴在天空中的分布

伽玛射线暴在天空中的分布是各向同性的,但远距离的伽玛射线暴明显少于近距离的,显示出非均匀各向同性,可能是远距离暴难以探测,表明伽玛射线暴是发生在宇宙学距离上的。我们认为,伽玛射线暴在天空中的均匀分布更容易用我们的宇宙学模型说明。
temp.jpg
康普顿伽玛射线天文台记录到的2704个伽玛射线暴分布图
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-1 09:55:38 | 显示全部楼层

土星的热能制造过程

土星主要由氢组成,还有少量的氦与微痕元素[10],内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包覆著。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的,虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1,800公里/时,明显的比木星上的风快速。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。
虽然只有少量的直接资料,但土星的内部结构仍被认为与木星相似,即有一个被氢和氦包围着的小核心。岩石核心的构成与地球相似但密度更高。在核心之上,有更厚的液体金属氢层,然后是数层的液态氢和氦层,在最外层是厚达1,000 公里的大气层,也存在着各种型态冰的踪迹。估计核心区域的质量大约是地球质量的9–22倍[15]。土星有非常热的内部,核心的温度高达11 700 °C,并且辐射至太空中的能量是它接受来自太阳的能量的2.5倍。部分能量可能是由缓慢的重力压缩(克赫历程)产生,但这还不能充分解释土星的热能制造过程。额外的热能可能由另一种机制产生:在土星内部深处,液态氦的液滴如雨般穿过较轻的氢,在此过程中不断地通过摩擦而产生热。
我们认为,是暗物质粒子穿越土星时产生的量子自能(量子潮汐效应)在加热土星。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-1 10:10:31 | 显示全部楼层

海王星的热能制造过程

海王星,放出至太空中的热量是得自太阳的2.61倍。我们认为,是暗物质粒子穿越海王星时产生的量子自能(量子潮汐效应)在加热海王星。
因为轨道距离太阳很远,海王星从太阳得到的热量很少,所以海王星大气层顶端温度只有-218 °C(55 K),而由大气层顶端向内温度稳定上升。和天王星类似,星球内部热量的来源仍然是未知的,而结果却是显著的:作为太阳系最外侧的行星,海王星内部能量却大到维持了太阳系所有行星系统中已知的最高速风暴。对其内部热源有几种解释,包括行星内核的放射热源,行星生成时吸积盘塌缩能量的散热,还有重力波对平流圈界面的扰动。
海王星上的风暴是太阳系类木行星中最强的。考虑到它处于太阳系的外围,所接受的太阳光照比地球上微弱1000倍(仍然非常明亮,视星等-21),这个现象和科学家们的原有的期望不符。曾经普遍认为行星离太阳越远,驱动风暴的能量就应该有越少。木星上的风速已达数百千米/小时,而在更加遥远的海王星上,科学家发现风速没有更慢而是更快了(1600千米/小时)。这种明显反常现象的一个可能原因是,如果风暴有足够的能量,将会产生湍流,进而减慢风速(正如在木星上那样)。然而在海王星上,太阳能过于微弱,一旦开始刮风,它们遇到很少的阻碍,从而能保持极高的速度。海王星释放的能量比它从太阳得到的还多,因而这些风暴也可能有着尚未确定的内在能量来源。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-2 10:07:31 | 显示全部楼层

喷流是气体还是液体

按照经典引力论,喷流只能像气体,这无法解释喷流的高度准直性,为了解释喷流的笔直特性,人们辅助以磁场,但实际上喷流的电磁辐射并不强。按照量子引力论,喷流像量子液滴,一个个量子液滴串成了笔直的喷流,这从喷流上存在明亮结点可以看出来。量子液滴是由量子潮汐效应引起的,这也是量子引力比经典引力有趣的地方,因为量子潮汐可以传递。

经典引力的潮汐只能在原地附近振荡。当天体的潮汐能太大时,例如HH天体以及黑洞就是属于这种能量太大的情形,天体会产生喷流以降低潮汐能,宇宙中的引力相当于负压,有助于维持喷流的形状。这有助于解释太阳系以及星系的形成,人们对于现在的星系形成理论以及太阳系形成理论有颇多质疑,原因在于除非有某种快速驰豫过程辅助星系及太阳系形成。假如太阳系以及小星系是在喷流的基础上形成的,由于喷流存在预凝聚效应,就很容易解释快速驰豫过程了。天文学观测的确表明一些星系是在喷流的基础上形成的。

这联系到量子力学的基础问题,假如喷流是量子液滴,说明波包不像薛定谔方程描述的那样容易扩散。可以用动态重正化方法量子化,动态重正化也适用于宏观量子化,当然喷流这样的宏观量子化比普朗克常数高几十个数量级,当它是量子生命就好了。在原子核物理中,很容易看出动态重正化与普朗克常数的联系,集体模型中的转动惯量就属于量子潮汐效应。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-2 11:03:07 | 显示全部楼层

钱德拉望远镜拍到宇宙最强大星体喷发

temp.jpg
迄今发现的最强烈的喷发现象,已经在星系团MS 0735中持续了1亿年之久。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-5 12:17:15 | 显示全部楼层

伽马射线暴

temp.jpg
伽马射线暴可以分为两种,一种是明亮伽马射线暴,是所观测到的宇宙中强度最大、最为明亮的爆炸,能够产生大量的可见光,远在数十亿光年外的地球上的望远镜能够轻易地观测到。另外一种是黑暗伽马射线暴,包含大量的伽马射线和X射线,但却几乎没有可见光,但天文学家长期困惑不解这种现象。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-5 12:34:53 | 显示全部楼层

喷发=量子反常

本帖最后由 henryharry2 于 2013-3-5 12:35 编辑

极矢量场的夸克-反夸克配对相当于轴矢量的正、负能态配对。假设夸克用向上的螺旋群描述,反夸克用向下的螺旋群描述,这种配对类似于反铁磁性中两个电子的配对,会生成一个量子反常项E•H(Schwinger项)。之所以会得到这样的结果,是因为轴矢量场采用的是唯物主义的逻辑,有能量必然需要有一个地方存储,最自然的存储地方就是三维Poyting矢量。很容易看出来既然遵守相同的对称性,为什么夸克不会衰变为中微子,因为夸克的轴矢量是三维的,而中微子的轴矢量是二维的,这可以拯救大统一理论(GUT)。

最有趣的是从轴矢量的角度,所有恒星及黑洞都可以看成是一个巨型的中性π介子。例如,我们可以将太阳的南半球看成是一个正螺旋群(巨型夸克)、北半球看成是反螺旋群(反巨型夸克)。根据螺旋群的定义x ×y→ z,我们看到,南北半球的x和y方向自旋相反,而剩下的这个z分量恰好类似于同位旋的第三分量。这样我们就得到一个非常奇妙的结论:
伽马射线暴或者天体的双极喷流=量子反常。
没有量子反常,就没有中性π介子→2γ的衰变。同样对于天体,能量太大会导致双极喷发。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-6 11:41:43 | 显示全部楼层

土星光环

土星可算是太阳系中较为奇特的一颗行星,在望远镜中看来,它的外表犹如一顶草帽,在圆球形的星体周围有一圈很宽的“帽沿”,这就是土星光环,又称土星环。光环的存在使得土星成为群星中最美丽的一颗,令观赏者赞叹不已。几百年来,人们一直以为太阳系中唯独土星才有光环。直到20世纪70年代后期至80年代后期,天王星环、木星环和海王星环的相继发现才使这一观点得以改变。
temp.jpg
已经明白土星光环之所以这么薄,是一种量子引力效应。土星本身像一个巨型介子,由自旋向上和自旋向下两部分构成,这两部分在土星光环处形成相长叠加,形成共振。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-7 09:29:39 | 显示全部楼层

量子引力效应

IC 2233一点也不典型。这个天体是超薄星系的头号样本,星系的直径至少是星系盘厚度的10倍以上。从侧面看去,这类星系只有一个星系盘构成。它们的朝向使得它们成了吸引科学家去研究的目标,这给观察旋涡星系提供了另一个视角。这类天体有一个重要的特性,就是它们的亮度都较低,而且几乎全都没有核球。这个星系位于天猫座中,距离地球大约4000万光年。

根据我们对引力的分割方法:黎曼= 牛顿 + Weyl。Weyl项由自旋向上和自旋向下两个超级夸克配对而成,与距离成反立方比,衰减的比牛顿引力快得多。没有相互作用的情况下,牛顿与Weyl项都是各向同性的,但是当土星等类木行星有一个光环时,会由于自旋向上和自旋向下两部分干涉引起的量子共振的原因显示出各向异性来。

用反立方比的Weyl引力来解释土星的光环为什么这么薄没有问题。但旋涡星系的范围要大得多,Weyl引力会很快衰减,星系盘为什么还这么薄呢?我们认为,可能是暗物质粒子延伸了Weyl干涉项的作用范围,由于暗物质粒子分布很广,也就将场线延伸出去很远。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-9 11:06:12 | 显示全部楼层

量子引力的效应

尽管利用电脑模型和经典引力论,可以产生出薄盘,但我们认为,最好用量子引力来解释星系盘为什么这么薄。经典引力产生的盘相当脆弱,经不起任何的扰动,而我们知道,银河系像个鼓面一样,不时有很强的波动掠过,银河系的边缘像烧焦的唱片,太阳本身也像一只兴奋的海豚一样在银河盘面附近上窜下跳的。这些扰动都会破坏经典引力生成的那个脆弱的盘。
而假如薄盘是一种量子引力的效应,那么就不怕扰动了,银河系的自旋分成自旋向上和自旋向下两部分,这两部分产生的量子干涉在薄盘处叠加,这本质上是量子力学中波函数叠加导致光斑增强效应的一个宏观版本,银河系可以通过调整自旋向上和自旋向下两部分波函数来巧妙地引导和化解各种扰动。
量子引力反映了银河系强大的控制力,还可以兼容密度波理论来解释旋臂的形成。有趣的是,我们发现,不仅银河系自旋部分分成了自旋相反的两部分,银河系中的暗物质的轨道部分也可能是分成顺时针旋转和逆时针旋转的两部分,否则很多现象就得不到合理的解释。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-12 09:25:51 | 显示全部楼层

太阳系

我们的太阳系由太阳、八大行星及其卫星、矮行星、小行星、慧星以及大量尘埃、气体、等离子体、辐射粒子和电磁场构成,半径几乎达到一个光年(光走过一年的距离)。
地球的天然卫星——月球,距离我们38万km。月球半径接近1800km,质量只有地球质量的1/81。它总以一面朝着地球。直到1959年,原苏联发射的第一枚月球火箭才使人类首次看到了月球的背面。月面上布满了环形山,没有水和空气。只在南北两极一些阳光照不到的深谷中发现了不多的冰。月球的引力只有地球的1/6,火箭从月球表面远离的速度远小于从地球表面逃离的速度。
距太阳最远的行星之一是冥王星。它距离太阳约40天文单位,半径为1160km,比月球还小。冥王星在大气层,还有一颗卫星。卫星只比冥王星小一点,半径约为冥王星的一半,质量为冥王星的1/10。有趣的是,这两颗星“脸对脸”围绕它们的共同重心旋转,谁也看不见对方的背面。用物理的语言讲,冥卫的公转周期不仅与自己的自转周期相同,还与冥王星的自转周期也相同。它们是太阳系中唯一“三重同步”的天体。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-16 14:20:03 | 显示全部楼层

行星环和喷流

我们发现,行星环、双极喷流和伽马射线暴产生的原因类似,是一种宏观的量子反常效应。与Dirac提出磁单极以及杨振宁的纤维丛思想类似;只找一组坐标系必然出现奇点线,因此轴矢量场总是自动劈裂成正能态和负能态,正能态和负能态两组坐标系作规范接榫的地方恰好是行星环所在的位置,能量最低、行星环凝聚成一个闭弦,实际上是Dirac弦的一种推广。也有接榫处凝聚成开弦的时候,开弦与闭弦是对偶的,正如电场(可以用开弦表示)和磁场(可以用闭弦表示)是对偶的,只是轴矢量的振荡局限于本地,电磁场的振荡则会辐射出去。

当能量较大的时候,闭弦的能量会转化成开弦的能量(相当于Maxwell方程的磁场转化为电场),表现形式或者是双极喷流,或者是伽马射线暴,取决于是纯轴矢量场还是磁场较强的情况。由于大质量恒星和中子星的磁场通常较强,大质量恒星坍缩成黑洞或者两个中子星合并成黑洞会一下子释放大量磁场能,在我们的理论中,必然表现为伽马射线暴的形式。事实上,这也是目前人们普遍接受的一个观点,我们从另外的角度推导出了类似的结果。

磁场和引力能都可以凝聚成闭弦,假如磁场不够强,而引力能太强,宏观的量子反常就会表现为双极喷流,看起来这正是HH天体产生喷流的原因。不过我们认为,宇宙级喷流可能是从黑洞中直接喷出来的,以MS 0735的中心黑洞为例,这个喷流已经至少吸积和喷出了相当于1万亿个太阳质量的物质,按照经典引力,中心黑洞肯定早应该是膘肥体壮了,但事实上,中心黑洞并没有那么巨大。按照量子引力论,黑洞不仅是宇宙中最大的“吸尘器”和最大的“吹风机”,还有可能是宇宙中最大的“搅拌机”,宇宙应该是借此搅拌机在轮回。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-17 11:27:41 | 显示全部楼层

较差自转

较差自转,又名差动自转。是指一个天体在自转时不同部位的角速度互不相同的现象。较差自转在大多数非固体的天体中存在,比如星系、恒星、巨型气体行星等等;太阳系内则在太阳、木星和土星的表面出现。据历史记载,伽利略•伽利莱在观测太阳黑子时首度察觉到此一现象,成为第一位观察到较差自转者。而后,克里斯托夫•赛因那(Christoph Scheiner)于1630年左右指出太阳在极区与赤道区的自转周期差异,与现今观测结论并无太多差别。
星体的自转来自于其在前恒星阶段(prestellar)所累积的相角(accretion of phase),以及对角动量的守恒而来。而较差自转的成因主要来自于星体自身结构内部的对流;由于恒星内部有温度梯度等影响,对流会使得内部及外部的物质进行类似置换的动作,而小区块物质本身带有恒星的部份角动量,不同区域的对流造成了恒星内部角速度分布的重新配置,而形成了较差自转的现象。需要注意的是,有时恒星风也是恒星损失角动量的来源。

我们认为,较差自转应该考虑量子引力的影响,根据爱因斯坦等效原理的量子表述:m/m=1,气体星球中总有一个无质量的、无旋的量子流体存在(可看成是牛顿水桶实验的量子版本),因此较差自转肯定是经典的自转与量子液体的自转折中的结果。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-19 09:12:14 | 显示全部楼层

百年难题:钱德勒摆动的激发源是什么

自欧拉的理论问世以后,就不断有人想从天文观测记录中寻找地球自由摆动的证据。直到19世纪末,才有突破。基于大量的天文观测,钱德勒(Seth Carlo Chandler,1846-1913)在1891年发现了两种摆动。一种是周期为一年的受迫摆动,又被称为周年极移,其主要激发因素是气候变化,如大气、海洋、陆地水、冰川等质量的迁移以及风和洋流等引起的。另一种就是周期约为14个月的地球自由摆动,称之为钱德勒摆动。钱德勒摆动的大小约为0.1~0.3角秒(arcseconds,1角秒对应地面上的距离约为30米),在地球表面的摆动幅度是3~9米。钱德勒摆动是一种自由摆动,在被发现后,产生了三个科学难题:(1)能否定量地解释它的周期?(2)鉴于物理上的任何自由摆动总要受到阻尼,它是怎样弥补这种损耗以维持摆动的?(3)钱德勒摆动的能量耗散到哪里去了?

不久,第一个难题就有了一个合理的解释。因为地球不是刚体,它在某种程度上是可压缩的,顶多只能视为一弹性体(确切地讲,地球并不是一个弹性体,它是一个粘滞体)。正是这个原因使地球的自由章动(钱德勒摆动)周期延长到了14个月。至于第三个科学难题,目前也只是一些猜测,认为钱德勒摆动的能量消耗到地幔、海洋或是其他地方了,还没有一个统一的结论。我们在这里主要关心第二个科学难题。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-19 09:37:08 | 显示全部楼层

百年难题:Chandler摆动的激发源是什么

用经典物理无论如何都不能合理解释Chandler摆动。Chandler摆动是量子引力引起的自潮汐效应,有一个超流体在维持着自由摆动,你可能会有疑问,月亮也有摆动(因此人们实际上可以看到57%的月亮表面),月亮肯定是固体,怎么会有超流体在月亮内部流动呢?
事实上,这个超流体部分是一种量子统计效应。

爱因斯坦最初关于统一场论的想法有一定可取之处,将潮汐张量分解成对称部分和反对称部分。在爱因斯坦的这种分解基础上再前进一步,你会发现对称部分和反对称部分是同时存在的,相当于量子引力中的牛顿-庞加莱统计和量子MB统计。在数学上更近一步,你会发现,对称部分和反对称部分事实上还满足轴矢量场的超对称性质。

在物理上,轴矢量场总是自动劈裂成正、负能态配对,对于月亮或者地球的每个组成部分(粒子)也是如此,自潮汐效应相当于正、负能态的极化效应,当天体转动时,正、负能态的配对看上去像个圈。正是因为有了超对称,才可以用Stokes定理将月亮和地球的每个组成部分组合成一个整体的边缘激发。用经典引力计算的地球潮汐效应引起的地球自转变慢比实际观测的大了一倍,用量子引力的超流体可以解释这种效应。
换句话说,只要天体在转动,就会有一个超级影子相伴,牛顿水桶实验中的那个无形无限的空间是去不掉的,如果你认为上帝存在,那么这个无形无限的空间就是上帝。
回复 支持 反对

使用道具 举报

头像被屏蔽
发表于 2014-5-7 18:02:03 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
回复 支持 反对

使用道具 举报

头像被屏蔽
发表于 2014-5-7 19:49:06 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
回复 支持 反对

使用道具 举报

头像被屏蔽
发表于 2014-5-8 12:47:26 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
回复 支持 反对

使用道具 举报

头像被屏蔽
发表于 2014-5-8 16:42:50 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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 22:53

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