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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 2016-1-12 08:56:33 | 显示全部楼层

真实的宇宙

我们从数据看到的另一个特征是最大波长的能量很小。这也许只是统计涨落,因为它包含的数据量比较小。但假如那不是统计的原因,就可以解释为一种截断,超过它就很少有激发的模式了。有趣的是,这个截断就在与宇宙学常数相关的尺度R。这是对宇宙大爆炸理论的十分不利的证据。从宇宙大爆炸中的暴胀理论的观点看,存在这样的截断是令人疑惑的。而这正在我们的理论的预料之中,微波背景辐射是一种动态平衡的结果。
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 楼主| 发表于 2016-1-13 04:31:53 | 显示全部楼层

45个可否定大爆炸理论的事实依据

“宇宙学家们愿意相信宇宙是均匀的和各向同性的,那就是在所有地方相对平坦并且在所有方向上相同…我们对于各向同性[一个单一方向的辐射源]的证据是微波无线电辐射,充满了整个空间的所谓的3K黑体并且看起来是时间刚刚开始时的遗产。它一直看起来在所有方向上相同。” 不再是这样了。五到六年以前我们开始听说可能存在一个偶极各向异性(双方向的源)。然后在1980年初有了一个四极各向异性的暗示…一个四极各向异性 [从四个方向(彼此正交)到达我们的辐射] 必须属于宇宙本身的辐射的实质。” — 科学新闻,1981.
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 楼主| 发表于 2016-1-15 05:13:25 | 显示全部楼层

45个可否定大爆炸理论的事实依据

“已知的事实是存在一个吸收一部分星系光的灰尘。因此,这个灰尘必然被加热起来。如果银河系确实有数十亿年老了,我们星系的灰尘目前应该非常热,大约100K。它将发射一个强度比3K黑体频谱高很多个数量级的100K黑体辐射频谱。100度频谱肯定应该在那里。如果3K辐射是—比如说100亿年前的大爆炸遗留下来的,那么星系应该包含两个叠加在一起的黑体频谱。来自大爆炸的频谱中心在3K,而来自银河系灰尘的热辐射频谱中心在100K。”
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 楼主| 发表于 2016-1-16 04:34:25 | 显示全部楼层

以太

经考虑后,我们也可以说没有以太存在的证据。因为当你琢磨时,你会发现维多利亚时代所相信的那种以太必须具有非常奇特的性质组合。一方面,为了使光以如此快的速度穿过它,它必须相对坚硬。物质越硬通过物质的振动传播速度越快,例如声音在钢棒中的传播速度大于在空气中的速度。但是,在空气中声速仅为每秒344米,而甚至在钢中声速也不过是每秒5000米。设想一下一种物质如此坚硬,以至于振动以每秒300000千米的速度穿过它,你会对以太的一个关键性质有所感觉吗?
另一方面,以太必须非常稀薄。毕竟,地球在以太中运动时似乎不受阻碍——地球在其轨道上的运动没有被以太的拖曳而变慢。另外,为了传输光,以太被认为无处不在,即使在空气本身的原子和分子之间也应存在。每次你迈步时你都会穿过以太,你的肺也在吸进以太,除了把光从一个地方传播到另一个地方之外,对你不会产生任何影响。
即使没有迈克耳逊和莫雷的工作,或许19世纪不久的科学家也会决定以太的概念应该完全放弃。由法拉第提出的另一个可选择的建议,即电场和磁场能够穿过真空,在几十年之后甚至在麦克斯韦方程表明变化的电场和磁场能够以电磁波的形式联合地传播之后仍没有被完全地接受。但是这个时刻即将来到。
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 楼主| 发表于 2016-1-18 05:30:37 | 显示全部楼层

宇宙红外背景

随着观测技术的进步,一个问题开始让天文学家百思得不其解:在我们肉眼无法看见的红外波段,夜空并不是黑的。天文学家扣除了他们能够想到的几乎所有能够发出红外线的辐射源,结果发现,天空中仍然布满了来自外太空的弥漫的红外光。这种现象被称为宇宙红外背景,即Cosmic infrared background,缩写为CIB。
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 楼主| 发表于 2016-1-18 05:33:22 | 显示全部楼层

宇宙红外背景

此前,天文学界的主流观点认为,宇宙红外背景可能是极其遥远的古老星系发出的星光。但斯皮策空间望远镜最新的观测找到了证据表明,宇宙红外背景或许并没有那么古老,而是散落在我们银河系周围暗物质晕中的那些孤单的恒星发出的星光。那些恒星原本也跟我们的太阳一样,存在于银河系或者其他星系之中,但在某些剧烈动荡的情景中,比如星系之间的引力相互作用,它们就被甩到了星系的疆界之外。
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 楼主| 发表于 2016-1-19 04:01:50 | 显示全部楼层

Dirac-爱因斯坦对偶性

Dirac理论的自旋是二维的,而“薛定锷蛋”理论的自旋是三维的,“薛定锷蛋”除了和质子自旋以及U(1)问题有关之外,似乎提供了一个统一的框架来讨论各种问题。引力 = 牛顿+爱因斯坦,按照量子引力与广义相对论的史瓦西解之间的对应关系,爱因斯坦项的分母上有个质量项,可是按照Dirac理论,自旋与质量成反比。
电子= 电荷+自旋。由于牛顿项与电荷项类似,爱因斯坦项就与自旋有关,于是分子上的质量项与分母上的质量项刚好相互抵消,[M]/[m]= 1,我们称之为Dirac-爱因斯坦对偶性,于是爱因斯坦项变成了一个没有量刚的项。
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 楼主| 发表于 2016-1-21 04:42:02 | 显示全部楼层

黑洞磁场强度相当于自身万有引力

柴可夫斯基说,这些新结果意味着理论学家必须重新评价他们对黑洞性质的理解。“黑洞的磁场极强,足以大大改变气体落入黑洞以及我们观测到的气体外流的方式,我们需要返回去重新审视我们的黑洞模型了。” 我认为,黑洞拥有强大的磁场,表明黑洞不是像广义相对论认为的那样,无限坍缩下去,而是拥有结构。
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 楼主| 发表于 2016-1-22 04:17:10 | 显示全部楼层

45个可否定大爆炸理论的事实依据

星光的红移实际上是光子的能量的减少。从恒星到达我们它已经旅行了很长的距离,到达时它已经不像曾经那样地强了。这个能量的减少导致了当用一个光谱仪器测量时,该光的波长的变长。由于红移指示星光能量的减少,这个能量的减少可能是恒星远离我们的运动所导致的 (速度理论)。
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 楼主| 发表于 2016-1-23 04:54:06 | 显示全部楼层

哈勃红移可以看成是引力红移

实际上,哈勃红移可以看成是引力红移。在LTB宇宙模型中,哈勃红移是引力红移,但LTB模型不符合哥白尼原理,我们的宇宙模型符合哥白尼原理,是各向同性的。两个反平行的光子之间的干涉较强,宇宙中总有一半的光子与某个光子反平行,宇宙是均匀的,我们的宇宙模型符合宇宙是均匀的和各向同性这两大基本原理,也符合天文观测事实。但宇宙中一半反平行的光子加上其他物质却使得对于某个光子而言,时空弯曲了;光子通过宇宙时,其能量减少了,所以说可以将哈勃红移看成是引力红移。
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 楼主| 发表于 2016-1-23 05:16:58 | 显示全部楼层

强烈质疑

现今所有的基本相互作用都被归结为局域场。为什么我们宁愿要场,也不要超距作用?答案很简单:我们需要场来维持能量和动量的守恒定律。在非相对论物理学中,动量守恒是作用与反作用相等这一Newton定律的一般推论。在广义相对论中,能量和动量的守恒定律只在具有适当的、由基灵矢量给出的对称性的时空里才成立。人们无法找回失去了的能量和动量的守恒定律;自广义相对论出现以后,这一令人难堪的事实一直引起人们对这一理论的强烈质疑,多年来许多物理学家都表达过这种不快。见Pais,A. (1982). “Subtle is the Lord”…“The Science and the Life of Albert Einstein”. Clarendon Press,Oxford.
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 楼主| 发表于 2016-1-23 05:26:13 | 显示全部楼层

能量和动量守恒定律

准确地说,由广义相对论和量子场论描述的宇宙中总物质能量是不守恒的。原因用一句话说就是按照大爆炸理论宇宙一直在膨胀,时空没有时间平移对称性。诺特定理告诉我们,能量守恒是时间平移对称性的结果。在量子引力里,至少在哈勃红移的问题是,能量和动量守恒定律得以恢复。假如哈勃红移的光子简单地将减少的能量转移给—比如说暗物质粒子,不能够同时符合能量和动量守恒定律,可是加上了庞加莱原理后,相反方向的过程恢复了能量和动量守恒定律。
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 楼主| 发表于 2016-1-26 05:37:28 | 显示全部楼层

“疲劳光”理论

哈勃定律的含义显而易见,哈勃定律暗示宇宙正在不断地膨胀,好象是一个正在被充气的气球那样。起初,人们试图把红移的证据这样或那样地解释过去。例如,曾有人假定,红移并不意味着较大的速度,而是意味着走过很大距离的光的光子丧失了能量。这种“疲劳光”理论(“tired light” theory)的困难在于它提出了一个违反公认的物理定律的全新的现象。我们认为考虑量子引力和庞加莱原理后,“疲劳光”理论可以成立,光子把能量转移了,不违反物理定律。
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 楼主| 发表于 2016-1-26 06:00:27 | 显示全部楼层

非速度红移

现在大爆炸理论被多数科学家接受,称之为“标准宇宙模型”。必须指出,大爆炸理论的立论基础是星系的光谱红移代表星系离我们而去的退行。但也有人提出“非速度红移” 的观点。所以宇宙大爆炸理论实际上只是诸多宇宙演化假说中的一种。而且它还有视界困难、磁单极困难等许多问题尚不能回答。
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 楼主| 发表于 2016-1-27 04:50:57 | 显示全部楼层

双生子佯谬

设想有两个孪生兄弟甲和乙,甲乘飞船作太空旅行,乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飞船在极短的时间内加速到速度v(速度v接近光速c)。然后飞船以速度v作匀速直线飞行,飞船飞行很长一段时间后,迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行。回到地面时紧急减速、降落,并与一直在地面上的乙会合。甲只在启动、调头、减速降落的三段时间内有加速度,其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行,处于狭义相对论适用的惯性系。太空飞行期间所度过的时间。则当甲作高速太空旅行,返回时会发现乙比甲变老了。 如果飞船速度非常接近光速c,相对论效应就会非常明显,如若v = 0.9999c ,则T=70.71τ。即如在这一对孪生兄弟20岁时,甲乘飞船作太空飞行,甲认为飞行时间只有一年,在其返回地面时,甲只有21岁,但他却发现乙却成了90多岁的老人了,亦即乙比甲年老了许多。
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 楼主| 发表于 2016-1-27 04:55:14 | 显示全部楼层

双生子佯谬

但是,以上情形还可以换另一个角度来考察。即对于乘坐太空飞船的甲来说,甲在飞船上静止不动,甲看到乙在极短的时间内朝相反的方向加速到速度v,然后乙以速度v作匀速直线飞行,乙飞行很长一段时间后,迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行,在与甲会合时紧急减速。在甲看来,乙只在启动、调头、减速的三段时间内有加速度,其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行、亦处于狭义相对论适用的惯性系。因此,在甲看来,如果略去乙启动、调头、减速这三段时间(因这三段时间相对很短),在乙离开飞船期间,乙所度过的时间τ与甲所度过的时间T也应存在前述关系(狭义相对论一般将相对于静止系统作匀速直线运动的系统内静止的钟所走过的时间记为τ,称为该系统的原时) 这样,在甲乙会面时,甲比乙变老了。即如乙作匀速直线飞行的速度为v = 0.9999c ,在乙飞离甲一年后与甲会面时,乙只有21岁,但他却发现甲却成了90多岁的老人了,亦即甲比乙年老了许多。可见,从不同的角度分析其结论是不同的,而且是相互矛盾的。究竟是乙比甲年老了许多还是甲比乙年老了许多?还是两者都错了,二人应该一样年轻?这个命题就叫做“双生子佯谬”。
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 楼主| 发表于 2016-1-27 05:14:34 | 显示全部楼层

双生子佯谬

双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。这个结果是由狭义相对论所推测出的(移动时钟的时间膨胀现象),而且是能够透过实验来验证:我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀,那些μ介子在未到达地面之前就已经衰变了。
我认为双生子佯谬可以这样解释,无论孪生兄弟甲和乙都有一个内禀的生命周期,这个内禀的生命周期是不会随环境改变的,不能因为阿姆斯特朗站在月球上或是宇宙飞船上就会年轻一点。因此孪生兄弟甲和乙以内禀的生命周期和新陈代谢代表的时钟永远是一致的。物理学定律不能够破坏生物学定律,流传甚广的双生子佯谬明显是个低级错误,真是个笑话!
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 楼主| 发表于 2016-1-27 08:43:19 | 显示全部楼层

嘉当的牛顿时空

牛顿引力是绕不过去的,广义相对论跑的太快了。考虑地球和月亮之间的引力,假如我们在一艘接近光速的飞船上看地球和月亮,地球和月亮的质量必定增加,地球和月亮之间的吸引力是否也会增加呢?显然不会。
所以不能简单地引入协变性,牛顿引力可以表述成纤维丛的形式,彭罗斯的《通往实在之路》对这种嘉当的牛顿时空有详细的描写,嘉当的牛顿时空符合伽里略相对性。没有牛顿的绝对时空的烦恼,因为T乘以三维空间维是在每一点上定义的,不是全局的。
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 楼主| 发表于 2016-1-27 08:49:15 | 显示全部楼层

伽利略相对性原理

现在我们来看看,对于伽利略于1638年引入的动力学框架来说,什么样的时空概念是适当的。但愿我们能把伽利略相对性原理结合进时空图像里。我们来看看这条原理是怎么叙述的。最好的方法就是援引伽利略本人的叙述的译文节选,我建立懂原文的读者去查看一下这段引文的全部:
将你自己、一位朋友和几只苍蝇、蝴蝶或其他会飞的小动物一并关在一艘大般的甲板下的船舱内……天花板上吊一只瓶子,使瓶内液滴逐滴滴入正下方的容器内……让船以任意速度匀速地行驶并保证没有任何速度快慢上的波动……尽管液滴在空中下落的过程中船已向前行驶了一段距离,但液滴还是落入下方的容器内,丝毫不偏向船尾……蝴蝶和苍蝇仍是无拘无束地飞向各个地方,看不出任何因疲劳跟不上船的行驶而向船尾集中的迹象……
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 楼主| 发表于 2016-1-27 08:52:32 | 显示全部楼层

匀速运动的参照系

这里伽利略告诉我们的是,在任何匀速运动的参照系下,动力学规律都精确地一致。(这是他笃信哥白尼学说的基本信条,这个学说认为,与早先亚里士多德理论的地球必须保持静态的认识相反,地球始终处于运动中,不论我们是否注意到这一点。) 没什么东西可以将静态下的物理与匀速运动状态下的物理区分开来。由此我们知道,说一个特定空间点在以后的时间里还是不是选定的空间同一点,这在动力学上毫无意义。换句话说,在这里用银幕类比并不恰当!不存在时间演化中保持不变的背景空间——“银幕”。
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