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楼主: henryharry2

[原创] 引力与核力

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 楼主| 发表于 2012-10-7 12:30:51 | 显示全部楼层

强相互作用的M-理论

弦理论的M-理论还没有着落。利用我们发现的超对称暗物质粒子,却可以将QCD、组分夸克模型和经典弦等统一起来。不妨称超对称暗物质粒子为暗夸克,它还有一个伙伴,就是我们发现的庞加莱弦。庞加莱弦可以生成相乘性量子数,而暗夸克可以生成相加性量子数,因此,它们可以构成Girard空间中的乘法和加法算符,即构成一个完整的轴矢量量子空间。

如果将暗夸克和庞加莱弦都放到核子中,则暗夸克与海夸克对偶,而庞加莱弦的行为有点像胶子。当你实施一个极矢量场到轴矢量场的变换后,就会发现,夸克的费米-Dirac统计性质(即反对称性)生成了组分夸克的质量;这是因为自旋磁矩与质量成反比。打一个比方,耗子和大象都是自旋为1/2的生命周期,大象的体重比耗子重的多,因此自旋频率就慢得多。

另一方面,变换后你可以发现,夸克-胶子的玻色-爱因斯坦统计被变换成了核子的牛顿-庞加莱统计;夸克-胶子的玻色-爱因斯坦统计要求核子是点粒子,而牛顿-庞加莱统计则表现为一个并发的波函数;因此,牛顿-庞加莱统计与玻色-爱因斯坦统计的对偶性其实就是波-粒对偶性。经过这个变换后,你就会发现,夸克-胶子耦合常数(0.1量级)被映射成了核子之间的耦合常数(13.5量级),也就是说,色磁场被映射成了轴磁场。
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 楼主| 发表于 2012-10-9 08:09:31 | 显示全部楼层

神秘的土星环

组成土星环的粒子大小从不到1毫米至几米不等。古奇说,如果把这些粒子聚合在一起,就可形成一颗直径达100~200千米的冰质卫星——就像土星今日的卫星米马斯。土星的环之薄,简直令人惊奇。古奇说:“土星的环有25万千米宽,却只有几十米厚。如果把它的面积看做是旧金山市那么大,那么它的厚度还不到一把剪刀刃的万分之一”。
土星的环为什么会这么薄呢?古奇认为,土星的环最初像油炸面圈那么“胖”,但环中粒子之间的碰撞是非弹性的,随着时间的推移,环就变得越来越扁平,越来越薄了。非弹性碰撞是指像两团泥土碰在一起时那种不产生反弹的碰撞。如果环中粒子发生了较大规模的上下垂直运动,碰撞效应也会阻碍这些运动。这样,环中粒子最终就“定居”在了它们的平均轨道面上,环也就从油炸面圈变成了老式的留声机唱片形状。
至于为什么说土星的环还很年轻,古奇认为有两个理由。首先,土星的环很明亮,还像新的东西一样闪光。这初看有些不可思议,但细想一下随着土星围绕太阳运行,伸展得很宽的土星环会扫荡由慧星和小行星碎片组成的太空尘埃;假如土星环比几亿年古老得多,那么长期累积的太空尘埃就会令环变暗。而当今所见的土星环很明亮,因此暗示它并不古老。
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 楼主| 发表于 2012-10-10 11:44:54 | 显示全部楼层

旋涡星系的起源

目前在地球轨道面(黄道面)上对日地空间进行实地测量的结果表明,在黄道面上行星际磁场呈扇形结构。实测还表明磁力线形如阿基米德螺线。日冕物质为高导电等离子体,磁场与物质冻结在一起,因此扇形磁场是由太阳风输运到行星际空间的,行星际磁场是太阳磁场的延伸。有一种蜗轮机状模型,可以说明太阳系黄道面上的扇形结构。

实测的太阳系行星际磁场结构与银河系的旋涡结构几乎一模一样,提示了它们有相似的起源。如果认为,银河系的旋臂结构是由于磁场引起的,那肯定是“天大的笑话”,但如果旋涡结构起源于引力磁效应,那就一切都说得通了。我们推导出的轴矢量暗物质粒子产生的引力与光子类似,携带一半是引力电,一半是引力磁。与光子和轴矢量暗物质粒子类似的还有黑洞的视界,也是一半引力电、一半引力磁。

由于暗物质比普通物质多得多,我们大致可以断定银河系的引力是一半是引力电、另一半是引力磁,占了一半的引力磁效应十分有利于形成旋涡结构。这还可以解释另外一个问题,天文观测表明,星系中心的超大质量黑洞的质量似乎与星系的质量是成正比的,我们看到,超大质量黑洞在旋涡星系中的地位与太阳在太阳系行星际磁场中的地位是类似的,超大质量黑洞是引力磁的会聚点,而太阳则是行星际磁场中磁力线的汇聚点。
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 楼主| 发表于 2012-10-10 12:05:15 | 显示全部楼层

量子引力的证据

在各种扰动中,日、月等天体引力引起的潮汐摩擦造成地球自转长期减慢是最为肯定的效应。并且能从理论上估算出潮汐效应产生的地球自转角速度相对变化,它大致相当于每世纪日长增大2.4毫秒。另一方面,由ΔT变化可以推算出三千年来地球自转速度的实际变化,这表明似乎存在一种导致地球自转长期加速的非潮汐效应,它对地球自转速度相对变化的贡献,大致对应于每世纪日长缩短1.1毫秒。造成地球自转长期加速的非潮汐效应是如何来的?

近年来的研究表明,天气变化、海洋中的厄尔尼诺现象以及地震的发生,均与地球自转变化有关。因此关于地球自转变化规律及其原因的研究,不仅具有理论意义,还有重要的实用价值。理论物理学家们提出了各种各样的理论,但至今未找到满意的答案。

其实关于地球自转长期加速的答案已经隐藏在我们的量子引力中了。答案是地球有自旋,不是地球自转加速,而是用牛顿引力或广义相对论计算潮汐引力对地球自转的影响的耗散被夸大了一倍。由于地球有自旋,自旋会在极大点将潮汐能暂时存储起来,并在极小点释放出来,从而与太阳和月亮产生共振,这样潮汐效应引起的地球自转减慢就减小了一半。这是一种宏观量子效应,量子力学认为,振动比转动更节省能量,而自旋则介于转动和振动之间。
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 楼主| 发表于 2012-10-17 09:33:13 | 显示全部楼层

惯性和宇宙学

我们在第十三章最后部分达到的知识境界,代表了大部分天文学家对有关宇宙起源和结构问题所持有的普遍性观点。这一图像有着许多值得褒美的特点。以爱因斯坦引力定律为基础的这些最简单的模型,表现出我们所观测到的宇宙膨胀,也解释了哈勃定律。而且,这种宇宙学理论并非纯属推测之见;它已经激励着人们在光学天文和射电天文领域内进行了许多很有意义的观测检验。宇宙学家们总想把现已知道的物理定律外推式地应用到大爆炸以后的早期阶段中所具有的极端条件,他们在这方面所寄托的信念已经取得了丰硕的成果,那就是对于微波背景辐射以及氦和氘观测丰度的起源问题有了某种理解。
可是,由这些成功而来的是有点自鸣得意的情绪,我们感到这种情绪对宇宙学的进一步发展是有害的。人们已经产生了一种印象,即认为热大爆炸图像大体上总是正确的,而现在我们所必须做的全部事情只不过是补充一些细节而已。这种思想状况在许多方面有所表现。研究宇宙学的任何非标准途径都被认为是异端邪说,任何观测资料要是不能同标准图像相一致的话就会对它产生怀疑,这样一种认识状态所带来的结果就是忽视了标准图像的真正困难之所在。
我们认为,由大爆炸瞬间t=0所引起的困难是不容回避的。为什么整个宇宙偏偏就是在过去某个时间t=0时一下子创生出来的呢?为什么我们就不能把宇宙的历史延伸到大爆炸之前呢?既然有很多种其他的可能性存在,为什么原始爆炸偏偏会产生出一个均匀各向同性的宇宙呢?在早期阶段中,宇宙各部分之间的交流范围是非常窄的,那么微波背景又怎样会变得像今天的观测资料所表明的那么均匀呢?
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 楼主| 发表于 2012-10-17 09:38:02 | 显示全部楼层

惯性和宇宙学

请注意,根据相对论,大爆炸(t=0)瞬间的几何图像是奇异的,它的性质同第十一章中所讨论过的引力坍缩问题中出现的时空奇点差不多一样。由于物理定律在这类奇点处失效,宇宙学家们根本不可能对上面提出的大部分问题做出回答。我们不得不满足于这样的一种说法:所有这一切全是由初始条件决定的。戈尔特曾经说:“宇宙之所以有今天,正是因为有它的过去”,而前述说法也只不过是戈尔特的另一种表示而已。
在附录D中我们对稳恒态理论做了介绍,这种理论试图撇开奇点,同时把物质创生引入物理学的范围之中。但是,目前来说,这一理论看来无法对观测到的微波背景做出解释,因而它在现在还是令人怀疑的。
这一章内我们要对研究这些问题的另一条途径加以简要的介绍;这条途径将从不同的角度来观察标准大爆炸图像,并且由此可以得出一种理论,而它的前景则要比广义相对论更为宽广。它的另一个优点是同时应用了马赫原理——这条原理力图所物质的惯性同宇宙的大尺度结构联系起来。
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 楼主| 发表于 2012-10-17 13:04:22 | 显示全部楼层

场的统一理论

Hoyle提出新版的稳恒宇宙理论(更多细节参见《物理天文学前沿》),精神可嘉,但理论显然是不对的,没有任何证据显示电子质量是可变的。关键是对参数1/m的解释上。除了极矢量的二次量子化方法对费米子和玻色子场量子化外,等效原理的量子表述m/m=1是轴矢量场的场量子化方式;在宏观状态下等效原理的量子表述就恢复成广义相对论的弱场近似。

首先注意到,引力场与电弱统一场和QCD色场是相容的,它们分别用Girard空间和Fock空间描述,Girard和Fock空间之间可以互相映射。强场时,等效原理的量子效应就体现出来。在量子引力里,分子上的m代表并发量子化(这相当于引力质量),分母上的m代表自旋(这相当于惯性质量)。可以用“薛定谔鸡”来说明这个问题,薛定谔鸡是有质量的,但这种质量并非经典牛顿物理中的质量,因为薛定谔鸡的质量是后天获得的,是量子力学的算符。

由“薛定谔蛋”成长为“薛定谔鸡”需要一个过程,这个生命周期相当于1/2自旋;在这个过程中,质量越大自旋越慢,因此分母上的质量项相当于广义相对论中的惯性质量。在串行量子化的情况下,自旋周期与质量成反比。以耗子和大象为例,耗子的质量比大象小得多,因此耗子的生命周期就比大象快得多,经典生命的自旋周期大致与质量成反比。
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 楼主| 发表于 2012-10-17 13:31:34 | 显示全部楼层

场的统一理论

本帖最后由 henryharry2 于 2012-10-17 13:32 编辑

以耗子的生命周期为1年、大象的生命周期为100年计算,大象的质量显然远远超过了耗子质量的100倍;这是因为计算中我们忽略了并发的因素(这实际上相当于分子上的引力质量)。这在基本粒子中也有体现,电子是串行量子化的,只有惯性质量,反常自旋修正相当于交叉语义。而质子和中子的反常自旋中则包含了并发的因素,并发量子化使核子自旋大了3倍。

我们看到,极矢量的二次量子化相当于轨道量子化,而引力的量子化相当于自旋量子化。实际上,我们还解决了量子理论中的一个基础问题,量子力学有相速度大于光速和波包扩散的问题。1/m相当于粒子的群速度,量子力学中群速度╳相速度=1,这里相当于m/m=1。但是并发量子化不会使相速度大于光速,惯性质量1/m也不会使得波包扩散。

实际上,我们还统一了引力与热力,在宏观过程中,热力显然扮演一定的角色,这是不是意味着大自然还存在第五种基本力呢?在“引力与热力”一贴中论证了利用庞加莱原理可以统一处理引力和热力。这里,我们发现,分子上的m相当于对称的牛顿-庞加莱统计;而分子上的1/m则遵从Maxwell-Boltzmann统计,类似于一种反对称统计。只是费米-Dirac统计是动量空间中的反对称统计,而此时的Maxwell-Boltzmann统计则是实空间的反对称统计。
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 楼主| 发表于 2012-10-19 12:22:16 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

利用量子引力理论,我们推导出一个奇怪的宇宙模型,更令人奇怪的是,这个模型竟然获得了众多证据的支持。我们推导出,我们的宇宙本身就是一个大黑洞,只不过这个黑洞没有身体,整个黑洞全部是由视界组成的。(事实上,这个黑洞是有身体的,只不过身体被完全“冻结”在视界里了,这起源于在我们的量子引力中,时空是五维的,有一个隐藏的抽象维——齐次坐标维)。我们不妨称之为宇宙型量子黑洞,其视界也不同于广义相对论的二维视界或者弦理论的3-膜构成的视界,这个视界是4维的,与之有点类似的可能是弦理论中的4-膜。

在广义相对论里,如果一个光子穿越黑洞的视界,就会被黑洞吞并。可是当一个光子沿着切向穿越我们发现的量子黑洞的视界时,光子并不会被吞并,但是光子会发生小小的红移——很明显,这是一种引力红移,光子将一部分能量传递到了黑洞内部。

类星体或微类星体的喷流可以提供证据,根据广义相对论,类星体或微类星体的喷流一定只能从黑洞周围的吸积盘上喷出来。但是,根据我们的理论,喷流很可能是直接从黑洞中喷发出来的。很多类星体的喷流都有视超光速运动,至少有两例微类星体也观测到喷流的视超光速运动,这意味着耦合常数大于1,只有黑洞的内部才具备耦合常数大于1的条件。
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 楼主| 发表于 2012-10-19 12:44:55 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

如果我们的宇宙正是宇宙型量子黑洞,那么光子在从遥远星系发出到达地球的过程中,会不断地进行“宇宙电”到“宇宙磁”的转移,因而会经历引力红移——对应的正好是哈勃红移。证据来自星系群的本动速度,包括银河系在内的星系团巨大的本动速度要求有一个巨引力源,可是在巨引力源的位置上,人们并没有发现任何会产生如此强大引力的天体。

按照我们的宇宙学模型,巨引力源是好理解的。因为“宇宙磁”效应意味着在自下向上的尺度上,尺度越大则涨落也越大,这对应的是纤维状或者像肥皂泡一样的宇宙结构。但是,这种涨落的放大也是有限度的,这是因为涨落毕竟要通过交换引力子来体现。引力子以光速传播,在宇宙中的传播需要时间,随着尺度的增大,这种交流和通信的成本也迅速增加。因此,在更大的尺度上,宇宙又恢复了均匀且各向同性的性质,这也与观测事实相符。

因此,人们广泛地误解了宇宙学红移——一个“天大的笑话”。哈勃红移的真正起因不是因为宇宙在膨胀,而是因为宇宙有自旋。至于更遥远星系的Ia超新星变暗,也不是暗能量引起的,而是因为宇宙是一个封闭的流形(由爱因斯坦最先提出的想法)。如果我们想观察宇宙的对径点上的星系,是观察不到的,因为对径点上的星系的光无限大地发散,因此越接近对径点的星系发出的光也发散得越厉害,给我们的感觉仿佛就像宇宙在加速膨胀一样。
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 楼主| 发表于 2012-10-21 12:38:19 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

事实上,这个奇怪的宇宙模型实现了弦理论的梦想——马德西纳猜想。我们发现了弦理论的问题,即卡鲁扎-克莱因理论中多出的一维应当是一个抽象维。我们的结果还得到了极矢量量子场论的支持,维数正规化方案要求多出一维,重正化要求的这一维也是一个抽象维,这样量子引力就与极矢量量子场论的兼容性非常好。假如卡鲁扎-克莱因最初的那一维是个抽象维,那么由马德西纳猜想得到的模型正是我们的宇宙模型,不妨称之为全息宇宙模型。

抽象维还与Veblen的射影相对论相容,而射影相对论正是狭义相对论在射影空间中的实现。在全息宇宙模型中,视界上的引力与规范场论对偶,与AdS/CFT模型相似之处,在于视界是个四维的膜。与AdS/CFT对偶模型不同的是,没有一个真实的五维反de Sitter时空,全在于那多出的一维是抽象维,五维时空全部隐藏在了宇宙型黑洞的四维视界里。另外,马德西纳模型中黑洞视界上的规范场论是共形场论(CFT),与真实的四维极矢量规范场论还差得很远;而在全息宇宙模型中,视界上的规范场论就是真实的极矢量的四维规范场论。

事实上,我们的模型还得到了天文观测的支持。旋涡星系的形状与地球上的热带气旋很类似,而热带气旋是在海洋的表面上生成的;现在我们知道,旋涡星系确实是生活在“表面”上,所以会与热带气旋有相似之处。当然我们的成功也让我们成为了“全民公敌”,因为我们的准稳恒态宇宙模型认为哈勃红移其实是宇宙自旋的表现,宇宙是永恒的。好在我们现在有了很多“好兄弟”,俗语说:人生得一知已足矣,更不用说我们现在拥有了一大帮“好兄弟”。
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 楼主| 发表于 2012-10-28 10:54:23 | 显示全部楼层

一个奇怪的宇宙学模型

本帖最后由 henryharry2 于 2012-10-28 10:55 编辑

我们发现了奇怪的宇宙全息模型,更奇怪的是,看起来这个模型正是我们宇宙的真实模型,因为我们找到了很多证据。首先,这个模型与Dirac海模型是兼容的,质量不是荷,但是质量项会诱导出两个荷,这两个荷一个为正、一个为负,其中一个荷是显性的、一个荷是隐性的,有点类似于生物的隐性基因,可以看到,这两个荷恰好构成了Dirac海中的正、负电荷。

跟随Dirac的思路,假设负能态的Dirac海全部被占据了。在我们的模型里,全部被占据的负能态海相当于那个宇宙型黑洞。我们可以轻松地解决宇宙学标准模型中的正、负粒子不对称问题,因为黑洞视界上(假设被正能态粒子占据)与黑洞内部(假设被负能态粒子占据)的正、反粒子确实是不对称的。

还可以轻松地解决宇宙学的基态问题,量子场论的结果比实际测量结果大了10的120次方量级,假如宇宙的基态是宇宙中全部粒子携带的,假设宇宙中有10的120次方个粒子,那么这就不是问题。你可能会说,我们的宇宙模型认为,黑洞的身体是“冻结”在黑洞视界上的,不是每一点上都有10的120次方个粒子,这也不是问题,因为量子场论认为,宇宙中的所有粒子都是全同的,所以宇宙中的一点实际上与宇宙整体是对偶的。

好奇怪的宇宙!
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 楼主| 发表于 2012-10-30 12:20:57 | 显示全部楼层

轴单极子凝聚

按照牛顿引力或者广义相对论,引力除了努力将太阳变成一个球,别的作用就几乎没有了。实际的太阳公公却是热闹非凡,不停地唱着歌、跳着舞。是否像朱自清说的那样:“热闹是属于他/她们的,而引力什么也没有”。

从量子引力的角度看,引力经常参与到各种宇宙活动当中。原因在于轴单极子凝聚,太阳作为整体是一个轴单极子,而且太阳上的每个粒子其实也都是一个小小的轴单极子。我们知道,计算太阳的引力时,只需要将太阳的质量全部归于中心点就可以了,这相当于引力服从牛顿-庞加莱统计。于是计算太阳的牛顿引力时,我们可以将所有的小轴单极子归结为太阳这一个大的轴单极子。实际情况却要复杂的多,因为这些小轴单极子可能会凝聚成开弦或闭弦。

凝聚成开弦的轴单极子链的作用相当于指向矢,这时物质进入了一种全新的状态——我们称之为“超指向态”。除了超导态和超流态之外,这其实是物质的第三种宏观量子状态。这可以解释地球自转加速之谜,地球内部的众多小轴单极子凝聚成一个指向矢,这个指向矢会一直指向月亮和太阳,这相当于地球有了自旋,这个自旋会抵消月亮和太阳的潮汐效应引起的地球自转变慢;由广义相对论计算的为每百年2.4ms,而实际观测值却是每百年1.3ms。
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 楼主| 发表于 2012-11-3 12:27:14 | 显示全部楼层

内场与外场

引力场有内场和外场,当考虑太阳身体中的引力时,考虑是的内场,当考虑太阳与其它天体相互作用时,考虑的是外场。在牛顿引力和广义相对论中,认为内场和外场是没有差别的,但当我们缩小到量子层次上,可以看到,内场和外场稍有差别,事实上,正是这一细微差别,导致了我们的理论可以拯救广义相对论、弦理论以及极矢量量子场论。

在超弦理论里,黑洞外的引力场和黑洞内的引力场可以通过一个翻转变换相联系。超对称大统一理论认为夸克和轻子之间存在对称性,另一方面认为玻色子和费米子之间存在超对称性。可是实验否定了这两种传说,其实单从数学上你也可以断定玻色子和费米子之间不能够相互转换,一个自旋1/2的粒子永远都是自旋1/2,一个自旋1的粒子自旋永远是1。这就好像拉兹的父亲说的:“法官的儿子永远是法官,贼的儿子永远是贼。”一样。

可见玻色子和费米子之间的转换应该是被禁戒的。但超对称大统一理论实在在诱人了,人们迟迟不愿放弃。有没有什么办法解决这一困境呢?有的,就是利用极矢量与轴矢量的对偶性。最小耦合暗示玻色子和费米子之间是对偶的,将玻色子和费米子变换到轴矢量场之后,正好轴矢量场是自对偶的,于是在数学上就相当于极矢量场的玻色子和费米子之间的超对称性。
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 楼主| 发表于 2012-11-3 12:28:18 | 显示全部楼层

内场与外场

弱相互作用会导致宇称破缺,弱相互作用中的轴矢量相当于外场;强相互作用中有夸克禁闭,因此,强相互作用中的轴矢量场相当于内场;另一方面,将夸克的颜色场变换到重子场时,重子总是无色的“无极”状态,这也说明颜色场是内场。但是,根据翻转变换,内场与外场之间的耦合常数是一样的,这相当于大统一理论认为的轻子与夸克之间的对称性;但是,翻转变换又禁止了轻子和夸克之间的相互转换,从而也就禁止了质子的衰变。可见,我们的理论恢复了超对称性大统一理论SUSY所需的超对称性和轻子-夸克对偶性,拯救了SUSY。

其实,轴矢量物理对于理解凝聚态物理中的很多现象也是独到的。例如,实验上发现所有的Mott绝缘体都是反铁磁性的,至今尚未发现例外,极矢量物理没有解释。根据轴矢量物理,我们知道,反铁磁性中的两个自旋相反的电子是对偶的;正如极矢量场论认为中微子与反中微子是反粒子,但轴矢量场论认为中微子和反中微子其实是对偶粒子一样。既然两个自旋相反的粒子是对偶的,那么它们之间就会产生一个赝能隙,导致Mott绝缘体进入反铁磁态。

原子核物理给出了这种观点的更强力的证据,两个自旋相反的中子或质子会产生一个赝能隙,但是用BCS理论来理解就不对了,因为两个中子和质子并不会流到别处去,它们产生的是较为局域的轴矢量的赝能隙,而不是Cooper对中的能隙。
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 楼主| 发表于 2012-11-6 10:08:31 | 显示全部楼层

土星的光环

temp.JPG
我们发现,土星光环的形成机制应该是一种量子引力效应,形成土星光环的石块和冰块是一个个的轴单极子,它们会凝聚成弦,当弦场的位形为封闭的圆或直线时其能量最低。
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 楼主| 发表于 2012-11-6 11:35:33 | 显示全部楼层

庞加莱原理

我们看到,超弦理论、规范场论和广义相对论如何在庞加莱原理下实现了统一。规范场论的重正化要求存在抵消项,而抵消项正是牛顿第三定律的量子表述:作用力=反作用力,只不过现在作用力和反作用力都是指一个抽象空间中的。规范场论要求粒子没有质量,等效原理的量子表述正好可以满足这个要求。规范场论要求理论符合标度不变性,实现等效原理的量子表述后,引力场没有了质量,符合共形不变原理,而共形不变性隐含了标度不变性。另一方面,真空态已经从|0>到|0>的跃迁变成了|1>到|1>的跃迁,容易满足幺正性原理。

如果将广义相对论写成与杨-Mills场一样的形式,则可以看出,没有质量的引力场是共形不变的,质量项的存在破坏了共形不变性,从而诱导出了引力。我们还可以看出,等效原理的量子表述将引力场变成了无质量场;但是我们还可以利用等效原理的量子表述,重新将质量项添加进引力场,这引起了标度不变性的破缺。这也Wilson的算符乘积展开(OPE)的思想是一致的,OPE正是标度不变性破缺后产生的一种现象。通过我们的理论可以知道,弦也应该是标度不变性破缺后的一种产物,理论的标度不变性破缺会有剩余效应,将这些剩余效应积分(对于连续场情况)或者求和(对于离散场情况)后就相当于弦的作用。
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 楼主| 发表于 2012-11-9 11:54:18 | 显示全部楼层

棒和环

对于棒和环的最简单的解释是轴单极子凝聚,轴单极子凝聚生成的弦的能量最低的位形分为两种:直线和封闭的圆,它们相当于星系的棒和环,也就是开弦和闭弦。我们认为,弦理论家们应该将他们的聪明才智多用在宇宙学方面,其实宇宙中到处都充满了弦,例如黑洞的喷流和土星环等,为什么弦理论家们会视而不见呢?

土星环肯定是一种量子引力效应,用经典引力论难以解释;土星环很薄,是因为轴单极子凝聚生成的弦相当于一种量子隧道。另外一个证据是后AGB星和新生恒星的喷流,根据现在的喷流理论,必须要有吸积盘才能够形成喷流,但这两种星并没有吸积盘;根据量子引力论,没有吸积盘也可以形成喷流,只要有轴单极子凝聚生成的弦就可以了。喷流相当于开弦的一种效应,而你可以认为吸积盘其实是闭弦的一种效应。

由于将引力能从三维浓缩到了一维,轴单极子凝聚可以将能量提高很多倍。例如II型超新星的爆发,目前现有理论都无法解释;我们认识到,II型超新星爆发也是由于轴单极子凝聚产生的开弦的一种效应,将各向同性的(三维)引力能变成了各向异性的(一维)凝聚能。最明显的证据是II型超新星生成的中子星都被很大的力量“踢出”;另外,宇宙中的伽马射线暴也显示出束流很窄的特点,这也是轴单极子凝聚导致爆发的一个典型特点。
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 楼主| 发表于 2012-11-9 12:24:53 | 显示全部楼层

四种量子统计

根据我们的量子几何,平直时空与弯曲时空的对偶性,我们发现,玻色-Einstein统计和费米-Dirac统计,牛顿-庞加莱统计和Maxwell-Boltzman统计缺一不可。玻色-Einstein统计和费米-Dirac统计相当于动量空间的统计规则,牛顿-庞加莱统计和Maxwell-Boltzman统计则相当于坐标空间的统计规则。动量空间可以与规范势相联系,而坐标空间相当于相对原点。

根据爱因斯坦-薛定谔对偶性,可以推导出一个重要的关系式:E=mc平方=曲率,这个最简单的公式却包含了量子力学、质能关系式和广义(轴矢量)相对论。这不禁让我们想起了那个笑话:有人出了道题,说一个故事,要包含皇室、宗教、性和神秘;有一个人只用了一句话就编出了一个故事:“天呐! 女王怀孕了,这是谁干的?”

最重要的是,像爱因斯坦质能关系式一样,这个关系式是普适的,从小到核子、大到整个宇宙的所有天体都服从这个关系式。另一个重要的发现是,Maxwell-Boltzman统计其实也是一种量子统计——而传统上人们总是认为Maxwell-Boltzman统计是一种经典统计——推广的关键是要将Maxwell-Boltzman统计当成是坐标空间的反对称统计;其实这一点直观上并不难理解,假如一个位置上已经有了一个粒子,这个粒子必然排斥其他粒子再占据这个位置。
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 楼主| 发表于 2012-11-16 10:40:28 | 显示全部楼层

弦与场的对偶性

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图20 超导体的磁场分裂为离散的磁通线,而每一条磁通线都携带着磁场的某一极小值
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