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[资料] 统一场论(天体物理2)

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henryharry2 发表于 2013-2-12 10:03:46 | 显示全部楼层

伟的太大了,连宇宙都萎进去了

 
伟的太大了,连宇宙都萎进去了——选自白小利语录。

木卫一显然是被潮汐效应加热,那么庞然大物木星又是谁在加热呢?
我们发现,可能仍然是潮汐效应加热所致。不过这一回,不是由哪一个大型天体的潮汐效应引起的(太阳离木星太远),而是由众多的小精灵——暗物质粒子——的潮汐效应所致。大量的暗物质粒子会直接穿过木星本体,在穿越的过程中,引力会引起木星上的所有粒子极化,这等价于潮汐效应,其结果是,暗物质粒子的能量稍有减少,而木星的能量稍有增加。

同样的道理,光子在宇宙中飞行时,并不是自由光子,而是会引起飞行路径上的物质极化,其结果是光子的能量稍稍减少,光子将能量传递给了宇宙,看上去就会出现哈勃红移。这也是一种潮汐效应,因此哈勃红移从本质上讲是一种引力红移,不是宇宙膨胀所致。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-19 10:42:21 | 显示全部楼层

地球被暗物质包围?

 
无法用常规理论来解释飞行异常现象,一些科学家想到了暗物质,也许在我们地球周围就存在着一些暗物质,它们产生的引力干扰了飞行器的正常运转。
这个想法颇为大胆,因为过去人们认为,暗物质虽然占据了宇宙总质量的23%(我们看得见的普通物质只占了可怜的4%!),但它们应该远在天边,在一些巨大的星系中存在,用强大的引力带动大量的恒星转动。我们虽然看不见它们,但凭借围绕在它们周围的星星的运转情况,可以推测它们的存在。在我们小小的太阳系中怎么会有暗物质呐?
美国普林斯顿研究院理论物理学家斯蒂芬•阿德勒博士不仅认为太阳系中有暗物质,而且认为在地球周围就分布着大量的暗物质,正是他们的存在引起了飞行异常现象。根据飞行异常的数据,估计地球周围的暗物质就位于月球绕地球公转轨道和低空人造卫星的公转轨道之间,它们的总质量不超过地球质量的十亿分之四。地球的质量是6×10 的24次方千克,据此推算地球周围的暗物质的总量也相当可观!阿德勒博士还猜测,这些暗物质并不是均匀分布的,越靠近地球表面,暗物质密度越小。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-23 10:09:54 | 显示全部楼层

为什么120亿年前星系重元素含量超预期?

 
德国马克斯•普朗克研究所的桑德拉•萨瓦格里欧(Sandra Savaglio)是这一研究论文的第一作者,他说:“当我们对这一伽马射线暴的光线进行研究时,我们并不知道我们将发现什么。这些星系的气体成分中显示如此特别的化学组成让我们很讶异。我们注意到这些星系中含有的重元素丰度是我们之前从未在如此遥远的宇宙中见到过的。我们没有料到当时的宇宙会如此成熟,化学演化竟然会在120亿年前的阶段达到那样的程度。”
当伽马射线暴发出的光线穿过这些遥远的星系时,星系中的气体将会吸收掉其中一定波长的光。如果没有发生伽马射线暴,我们将永远不会知道这些星系的存在。通过对我们接收到的光谱进行仔细分析,科学家们能够获知这些遥远星系中所含气体的化学成分,尤其是它们的重元素丰度情况。
按照大爆炸理论的观点,120亿年前的宇宙星系中的重元素丰度应当要比今天的宇宙星系,如银河系,要低。这是因为宇宙中的重元素源自一代代恒星的诞生和消亡,每一代恒星的毁灭都会为宇宙添加重元素含量。事实上天文学家们可以通过光谱测量某一星系中重元素的丰度,从而推算出它的年龄。但是这一次的研究却显示有一些星系早在120亿年前便已经拥有相当高的重元素丰度了。这样的观点对于天文学家们而言,即使是在今天都是不可想象的。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-26 09:49:20 | 显示全部楼层

色球-日冕过渡区

 
太阳大气的温度从高度约为2000km的色球顶部(T≈1万K)随高度增加而急速上升,仅需几百公里就达到日冕温度(T≈1百万K)。这一温度陡峭上升的薄气层就是色球-日冕过渡区,简称过渡区。由于温度梯度太大,而且在不同大气模型中同一高度对应的温度相差很大,以及考虑到空间结构不均匀性的因素,因此对于过渡区用温度来定义比用高度来定义更为合理。粗略地说,过渡区就是指温度从T=1万K至1百万K的气层。不过为了定量讨论的方便,一些文献中常把过渡区准确定义为是指lg(T)≈4.5~5.5的区域,它所对应的高度范围则随不同大气模型而不同。过渡区中薄层中的压力变化不大,由p≈ρT可见,T随h增大急剧上升意味着过渡区中ρ随h增大而急剧下降。
压力p≈ρT =T/m正是动态重正化波的典型标志。不同于经典的波,动态重正化波是一种宏观量子化的波,你只要将德布罗意时代对单粒子的波-粒二象性再用一次,假设宏观的波也是粒子;微观上讲,太阳上的粒子会临时聚集成一个个生命,通过自能作用传递动态重正化波,动态重正化看什么波都像孤波,人们毕竟没有看到过量子的波包扩散。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-1 09:59:03 | 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,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。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。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-2 10:08:58 | 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。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-5 12:39:22 | 显示全部楼层

喷发=量子反常

 
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。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-7 09:33:44 | 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。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-9 11:06:53 | 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。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-14 09:43:47 | 显示全部楼层

太阳针状体之谜

 
针状体是太阳表面的高温等离子流体,是太阳表面普遍存在的一种现象,它们像针一样以每秒大约20公里的速度“扎”向太阳大气,任一时刻都有约10万个针状体在活动。自从太阳针状体于1877年被发现以来,一直没有人能解释这种现象形成的机制。通过计算,科学家发现,针状体从产生到消失的周期约为5分钟,在5分钟“生命”中的波动,符合一种常见的声音波形——P波。他们证明,P波使太阳表面的物质以每秒钟几百米的速度上扬,而太阳表面倾斜的磁流体则牵引这些物质向太阳大气升起,形成针状体。科学家利用计算机模型推测的针状体形成过程,也与观测到的完全吻合。
我们认为,针状体可能是一种量子潮汐效应。从经典引力看,太阳像气体球,从量子引力看,太阳像量子液滴,整个太阳是一个三维的量子海洋。正如地球的大海无风三尺浪一样,太阳上能量很强,也必然掀起量子潮汐。不过,量子潮汐与地球大海上的浪有所不同,是一种通过动态重正化传递的量子化波,当量子潮汐在太阳内部传递时,由于可以将太阳的背景物质当成以太,动态重正化波是以准粒子或虚粒子的形式存在的,当动态重正化波到达太阳表面时,背景的以太突然消失,量子潮汐的液滴突然以实粒子形式出现,表现为针状体。
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