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楼主: henryharry2

[建议] 量子引力和宇宙论

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 楼主| 发表于 2015-9-18 15:04:38 | 显示全部楼层
这里我们看到液晶和量子引力之间的联系,函数(3cos平方θ – 1)/2相当于量子潮汐效应。我们看到,量子引力的对称性比传统量子力学的对称性简单得多,只有两种基本的对称性。我们的量子引力得到了天文学观测的支持,宇宙的大尺度结构非常像液晶,里面有很多丝状结构。不仅如此,量子引力的对称性也比经典物理的对称性要简单的多,量子引力中只有1、2、3等自然数。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 05:04:34 | 显示全部楼层
中微子和反中微子通过一对Weyl方程耦合进质量项,这样费米子的螺旋性就以与质量成正比的速率翻转着,它也不怕头晕!这只是个数学结果。从逻辑上说,这种耦合定义了乘法,但是只有乘法的逻辑系统是不完备的,必须定义加法才能够成为一个完备的逻辑系统。牛顿引力子就扮演了加法的角色,于是牛顿引力子与中微子-反中微子对必然有联系。并且,在一个完备的逻辑系统中,加法和乘法是对偶的,这种对偶性相当于量子场论中的最小耦合;可以看到,引力场也是支持最小耦合的规范场;质量是引力的源,这种联系是很自然的。
另一方面,黑洞视界上有假超光速现象,可以将中微子转换成反中微子,只有这样宇宙万物才可以循环和轮回,从而黑洞会将低能情况下极大破坏的宇称恢复。就是说,宇称不守恒可能是大自然故意留下的后门。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 05:05:26 | 显示全部楼层
包含引力在内的广义凝聚态物理比地球上的狭义凝聚态物理不知道要复杂多少倍,以人类的智慧恐怕永远也搞不清脚下的地球。不过Prigogine应该知足了,包含了引力就经常会出现涨落被放大的情形,例如热带气旋,他的学问大有用武之地。我们只好满足于能够直接看出答案的情况,用物理的行话说,满足于一些唯象的理论。
既然量子引力与液晶相似,我们就可以用液晶的语音描述引力。以月亮引起的潮汐效应为例,地球会生成一个一直指向月亮的指向矢,与这个指向矢相对的序参量就是量子潮汐效应。在液晶界,我的引力常识排第一;在引力界,我的液晶常识排第一。冯巩说:“这年头,玩儿的是综合实力。”
S.F. Edwards发现,在柔性链的构型和非相对论粒子的运动轨迹之间有很好的对应关系。链的统计权重与粒子的波函数相对应。在外加势场中,两个体系都能很好地符合薛定锷方程。这个发现已经成为后来高分子聚合物统计学的所有发展的关键。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 05:06:08 | 显示全部楼层
德布罗意晚年的贡献包括:光的中微子理论,由于中微子没有质量,德布罗意认为光子是由中微子和反中微子(它们具有不同的手征性)组成的,当时很多人开始关注这个理论。后来有人发现如果光子是这样构成的,转动不变性就被破坏了,于是所有的努力就戛然而止了。我发现,牛顿引力子(自旋为0)可能是由中微子和反中微子组成,引力需要转动不变性被破坏,这时候的牛顿引力子类似于Goldstone玻色子,当初的缺点现在反而变成了优点。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 05:07:16 | 显示全部楼层
中微子是自旋为1/2、电荷为零的粒子,它由一个满足Dirac方程的四分量场函数ψ(x, t) 来描述。除了电磁相互作用外,所有那些关于电子的描述也适用于中微子:有正能态和负能态;在被占领的负能态中空穴的行为就像一个粒子。1934年,德布罗意说明这种新粒子是“一个与中微子有联系的反粒子”,“反粒子”和“反中微子”这两个术语第一次进入了物理学。
德布罗意对中微子的兴趣与β衰变无关,只与一种光的新理论有关。他提议一个光子可以是由一个中微子-反中微子对组成的复合物。这一设想,是因为中微子的质量可能是0。德布罗意为他的设想使用了非量子化的波函数ψ。在以后其他人的工作中,这些ψ函数是量子化的,并发展了一种更加复杂的理论,其中用一些中微子-反中微子态的叠加表示一个光子。当普利斯(M. H. L. Pryce)发现光的所有中微子理论的提议都没有空间转动的不变性时,这种努力就突然终止了。
在量子引力中,反中微子不是中微子的反粒子,而是中微子的对偶粒子。中微子-反中微子不会构成光子,而是构成自旋为0的牛顿引力子,这是量子引力和广义相对论的一个重大区别,在广义相对论中,只有自旋为2的引力子;在量子引力中,引力=牛顿 +爱因斯坦,牛顿引力子的自旋为0,爱因斯坦引力子的自旋为2。中微子是纵向极化的,光子是横向极化的,所以中微子不会构成光子,只会构成牛顿引力子。此时Pryce质疑的缺乏空间转动性反而变成了优点,这允许自旋为0的牛顿引力子在适当的时候扮演Goldstone玻色子(同样是自旋为0)的角色。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 08:02:13 | 显示全部楼层
除了水星加热之谜,地球转动之谜也需要量子引力才能够解释。由于地球不是正球体,地球自转轴有一个14个月的钱德勒摆动周期。由于潮汐引力导致的耗散,地球自转在慢慢减速,而月亮则以每年几厘米的速度逐渐远离地球。
自从人类观测钱德勒摆动以来的150年间,钱德勒摆动没有衰减的迹象,这就需要有一种维持钱德勒摆动的机制,人们尝试了用大气、海洋、地震来解释,都不灵,因为传统的摆动机制都有耗散。月亮潮汐引力导致的地球自转减速观测值也只有理论预期值的一半。可见只有量子引力可以解释这两个谜,有了量子引力后,地球可以产生超流,没有耗散地维持转动。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 08:02:49 | 显示全部楼层
超流是量子合作现象,量子统计是几率振幅相加,经典统计是强度相加。如果引力引起超流,引力量并非简单的几率振幅相加,也不是简单的强度相加。在量子引力里,地球+月亮=ΨΨ*或ψψ*;这说明有一种新的统计规则在起作用,我称之为牛顿-庞加莱统计,是介于经典统计和爱因斯坦-玻色统计之间的统计规则;而经典统计和玻色-爱因斯坦统计是牛顿-庞加莱统计的极限情况。
费曼说:“量子电动力学的基本规则很简单,可是要详细计算各种过程却不简单,这就是我们的研究生要花3、4年时间才能毕业的原因。” 量子引力的基本规则也很简单,要详细计算各种过程也不简单。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 08:05:30 | 显示全部楼层
钱德勒摆动(Chandler wobble)是地球自转轴相对于地球表面的小幅度运动,由美国天文学家赛斯·卡罗·钱德勒发现于1891年。该运动以433日周期在地球表面摆动。钱德勒摆动和另一个周期一年的运动结合,使地球的极移周期为7年。钱德勒摆动是非球体旋转时产生自由章动的例子。在某些混乱的状况下,地球自转轴指向恒星的方向也因为不同的周期而变化,除了速度最慢的岁差以外,这些由月球和太阳潮汐力引发的运动就称为章动。
钱德勒摆动自发现以来它的变化幅度一直在改变,有纪录的最大变化幅度在1910年,并且从一个十年到另一个十年之间变化明显。虽然它的变化量与地球内核的质量分布与角动量、大气层、海洋或地壳(与地震相关)有关,但造成这长期变化的实际原因长期不明,这是因为除了量子化的超流外没有一个运动可以固定驱动这个摆动。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 08:06:15 | 显示全部楼层
广义相对论的名字是骗人的,首先,它是一种绝对论,是由闵可夫斯基发展起来的。爱因斯坦曾经称闵可夫斯基为懒狗,并笑话闵可夫斯基,后来爱因斯坦为了发展广义相对论,不得不接受了闵可夫斯基的绝对时空观。其次,它并不广义,最广义的相对论是狭义相对论。所以,广义相对论的正确名称是:一种闵可夫斯基绝对时空的几何动力学理论。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 08:07:01 | 显示全部楼层
由于20世纪物理学的两项进展,我们只需要一个基本单位了。狭义相对论证明了在自然界中存在着一种基本速度。量子理论引入了普朗克常数h。按照经典的概念,我们可以严格确定一个粒子的位置和动量。量子理论告诉我们,这种精度是不可能达到的。充其量我们只能确定P位于面积为ħ的一个矩形之内。动量的量纲是质量╳速度,因为取c=1,速度成了无量纲数。所以,误差矩形一条边的量纲是长度,另一条边的量纲是质量,如果我们令ħ=1,这样矩形的面积就等于1,那么我们就得到了质量单位M和长度单位L之间的一个关系:ML~1。
由此可知,光子从宇宙的引力场中经过时,既发生偏折又会发生红移。当光子每次经过普通恒星与行星的引力场时,都会偏折一点儿。但是当光子穿过宇宙平均场或者暗物质粒子云的时候,由于引力自能效应,会红移一点。统计地说,红移与路径的长度成正比,这正是哈勃定律。路径中的引力红移不单纯取决于离我们的距离和宇宙平均场,还与路途中引力场的强弱有关。宇宙膨胀的多普勒速度导出的哈勃定律是单值性的力学定律,不允许弥散性。从观察资料总结出来的哈勃定律不是一条线而是一个相当宽的带,具有较大的弥散性,支持特殊引力红移的解释。
20世纪70年代,Arp等人总结了大量宇宙膨胀不能解释的红移观测事例,并且由Field、Arp和Bahcall三人发表了专著《红移论争》。同一条谱线中的各光子经过的路径有微细的引力差异,使得谱线会有些展阔,而且经过的路径越长,展阔会越多,即红移率越大,展阔也越大。因为微细的引力差异在路径中是不断累积的。实际观测到的谱线正是红移率越大的展阔也越大。红移率特大的类星体谱线展阔达5nm至10nm。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 09:39:51 | 显示全部楼层
牛顿水桶实验避不开,可以得出一个结论,存在一个无边无际的超级宇宙,我们的宇宙是这个超级宇宙中的一个量子生命。我们的宇宙观不会导致奥伯斯佯谬,因为我们的宇宙是有限的,这个超级宇宙与马克思和牛顿最初认为的无边无际的宇宙相似。我得到的宇宙模型是,我们的宇宙是一个五维虚拟黑洞的四维视界。从几个方面看,得到这个宇宙模型很自然。
Veblen曾将相对论表述为五维射影几何的形式,其中有一个抽象的第五维,所以存在一个五维的虚拟黑洞。电荷是射影空间中的无穷远点,重正化常数可以表述为射影距离。重子数守恒和轻子数守恒是宇宙的全息原理。我们的宇宙学模型符合哥白尼原理,即宇宙没有中心。本星系群有一个600km/s的本动速度,“大爆炸宇宙论”无法解释这个本动速度,假如宇宙中所有的星系构成一个巨椭圆总星系,由于速度弥散,星系就可以有一个本动速度。
LTB模型可以让宇宙中所有的星系构成一个巨椭圆总星系,但LTB模型不符合哥白尼原理,我们的宇宙模型既符合哥白尼原理,宏观上又可以将所有的星系看成一个巨椭圆星系的等价物,从而可以解释本星系群的本动速度。另一方面,银河系本身提供了观测证据,不时地有波浪从银河系通过,并且银河系的边缘高度扭曲,假如宇宙像大海的海面,这些现象都很容易得到解释,在我们的宇宙学模型里,宇宙确实像大海的海面。
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 楼主| 发表于 2015-9-19 13:45:16 | 显示全部楼层
从庞加莱原理可以直接看出牛顿-庞加莱统计和玻色-爱因斯坦统计的关系。考虑两组反方向飞行的光子,同方向的光子之间没有吸引力,而两组之间却有牛顿-庞加莱统计导致的量子干涉产生的吸引力。从引力的角度看,某一组同向光子内部确实满足玻色-爱因斯坦统计;于是,牛顿-庞加莱统计可以直接转化为玻色-爱因斯坦统计。当然,这种转化只在特殊情况下成立,例如,当两组光子之间的距离最近的时候。好在,宇宙中这种特殊情况还是很常见的,比如说伽马射线暴,可能就是牛顿-庞加莱统计直接转化为玻色-爱因斯坦统计的结果。有些伽马射线暴的中心引擎可以在几个小时内连续释放能量,火球-激波模型无法解释这种现象,因为火球的能量很快会衰减;按照我们的模型,这种连续性输出能量的情况就可以得到解释。
还有太阳上的磁重联,假如只有MB统计起作用,能够释放的只有磁场的自由能部分。太阳黑子外观上像气旋,可是旋转运动并不常见,可见太阳黑子的磁性主要是自旋引起的;这表明涨落部分比自由能部分的贡献更大,于是牛顿-庞加莱统计比Maxwell-Boltzmann统计起的作用更大。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:37:05 | 显示全部楼层
自从20世纪初量子论和相对论诞生以来,人们便开始寻求量子引力论,一个世纪多忙坏了无数绝顶聪明的数学家、物理学家,造出了一套又一套复杂的数学,还是没有结果。我发现量子引力其实特别简单,地球+月亮=ψψ*,符合量子力学标准的哥本哈根诠释(实际上更像约翰•克雷默的相互作用解释);那些科学家们没有发现这个简单结果,只能说他们想太多了,所谓长考出臭棋,思维反而出现了盲点。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:38:57 | 显示全部楼层
人们发现广义相对论和量子场论很难统一,规范对称性是一种内部空间的对称性,人们找到了几个行不通定理。我们的解决办法是添加了一个抽象的齐次维,相当于量子场论里的重整化维。为了平衡引力,爱因斯坦提出了宇宙学常数,即使如此,爱因斯坦宇宙方程仍然很不稳定,经不起任何的扰动,爱因斯坦称引进宇宙学常数是他一生最大的错误。我们得到的宇宙模型非常稳定,和爱因斯坦理想中的一种宇宙模型一致。如果爱因斯坦宇宙的尺度足够小,一个天文学家就能够通过望远镜看到自己的后脑勺。当然,我们的宇宙模型对宇宙的大小并没有限制,真实宇宙的尺度可能有一千亿或一万亿光年都说不定,这个难题要留给天文学家们去解决。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:40:37 | 显示全部楼层

全息原理

我发现了宇宙的全息原理,重子数和轻子数守恒定律就是宇宙的全息原理。但奇怪的是,如此简单的原理,一个世纪以来的众多高手却没有一个发现她,这是个连中学生都能够发现的真理,而且每天无数的物理实验都在验证着这一原理。粒子物理学家和相对论专家打了半个世纪的仗,得出了一个宇宙全息原理,苏斯金的《黑洞战争》一书详尽地记录了这一过程,不过他们的全息原理离现实太远,引力是特殊的引力,粒子也是特殊的粒子。但这也说明,虽然我们学术上的敌人满世界都是,但潜在的盟友也至少占据物理学家的半壁江山。
我们的全息原理包含了真正意义上的广义相对论的核心要素。如果将光速看成是无穷远点或无穷远直线,电荷看成无穷远点,那么量子力学和狭义相对论就是相容的,狭义相对论保持无穷远不变,全息原理保持无穷远直线或无穷远点不变。和量子场论也是相容的,重整化常数可以看成是射影距离。弦理论的全息原理要求有一个无穷远的屏,他们是用反德西特时空实现的,只有无质量的光子可以到达无穷远的屏,真实的世界其实没那么复杂,只要普通的电荷是无穷远点即可。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:42:46 | 显示全部楼层

《黑洞战争》

《黑洞战争》揭开了斯蒂芬·霍金与伦纳德·萨斯坎德、赫拉德·特霍夫特关于黑洞本性论战的深层内幕。这一论战关系到我们对整个宇宙的认识。当某种东西被吸入黑洞时会发生什么呢?它消失了吗?在30年前.一位年轻的英国物理学家斯蒂芬·霍金宣称落入黑洞的事物确实消失了。大多数科学家没有意识到这种观点的意义所在,不过美国物理学家伦纳德·萨斯坎德与荷兰物理学家赫拉德·特霍夫特意识到.如果霍金的观点是正确的,那么我们必须抛弃以往所有关于宇宙的基本定律。事实上,如果霍金是正确的.那么从爱因斯坦到奥本海默,再到费曼的所有人都完全错了!不仅要使世界上最伟大的三位物理学家的声望受损,而且物理学本身也将处于危机之中!
《黑洞战争》记述了理论物理学界目前的最高成就——全息原理的诞生过程,不过我发现,大自然其实更简单——重子数和轻子数守恒定律就是引力的全息原理。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:44:13 | 显示全部楼层

分子云

分子云像地球、太阳和所有其他天体一样,具有引力场。分子云的质量成千上万倍地大于太阳,它的引力决定其如何演化。为什么星云不会在其自身引力之下收缩?暗星云的温度很低,由分子的随机运动产生的压力也很低,不足以支撑星云。星云本该在其自身引力下迅速且有效地收缩,并转化为成千上万颗恒星。人们认为,揣流和磁场维持着星云的稳定。我们认为,暗物质粒子维持着星云的稳定,事实上,寻找超暗弱星系的巡天计划确实找到和暗物质混合的暗弱星系。地球只接受20亿分之一的太阳光,暗物质粒子可以通过哈勃红移的光合作用吸收恒星星光的能量,从而保持活力。
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:45:34 | 显示全部楼层

冷流问题

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 2015-9-21 10:48:19 | 显示全部楼层

仿射补丁

希尔伯特曾经笑话爱因斯坦:“哥廷根大街上玩耍的小孩儿都比他更懂四维几何。” 罗伦兹群是仿射群,仿射空间是不完备的,必须添加仿射补丁,也就是无穷远点才能够完备。无穷远点对应的是物理上的电荷,这在几何上是个很显然的结果,奇怪的是为什么没有人发现。也许已经有人发现过,但我并不知道。粒子物理学第一人特霍夫特说:“我和别人不一样,我文献看的很少,但思考的很多,这样会冒着发现别人早已发现的结果的风险,但这也使我能够透彻地明白一些问题。”
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 楼主| 发表于 2015-9-24 07:35:22 | 显示全部楼层
众所周知,物质是有质量的;但是,很少有人能说清质量究竟是怎样产生的。根据QCD,组成物质的已知最小单元——夸克本来是没有质量的,受希格斯玻色子的影响,夸克才开始有质量。物质中的每个质子和中子都是由3个价夸克组成的,但是3个夸克的质量之和只占了1个质子或中子质量的2%,剩下98%的质量从何处而来,长期以来一直是个谜。
   为了解释这一点,科学家推测存在一种“夸克凝聚”现象,即构成质子的夸克与其它不同性质的夸克成双成对地拥挤在质子周围,正是这种“夸克对”赋予质子以更大的质量。理论预测认为,夸克对的密度在真空中最大,其密度与温度和压强成反比。假如真空中真是存在这么多的夸克-反夸克对的话,它们不会互相湮灭而飞走吗?
这明显是个低级错误。
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