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[资料] 统一场论(天体物理2)

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henryharry2 发表于 2013-3-16 14:21:31 | 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“吹风机”,还有可能是最大的“搅拌机”,宇宙应该是借此搅拌机在轮回。
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 楼主| soloos 发表于 2013-3-18 09:20:00 | 显示全部楼层
 
虽然像天书一般,但是我还是要肯下来。
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henryharry2 发表于 2013-3-19 10:40:44 | 显示全部楼层

恒星的艰难诞生

 
解决这些问题的呼声正日益高涨。从星系形成到行星起源,恒星形成几乎是天文学中所有过程的基础。如果不了解它,天文学家就无法剖析遥远的星素,无法理解在太阳系外发现的行星。虽然最终的答案仍然扑朔迷离,但有一点已经取得共识:一个更精良的恒星形成理论必须考虑环境对新生恒星的影响。新生恒星的最终状态不单单取决于云核中的初始条件,还和周围环境以及其他恒星后来对它的影响有关。这是一场宇宙尺度上的先天和后天之争。

我们认为,星云可能是超大质量黑洞喷发的产物。在我们的理论中,超大质量黑洞是一个搅拌机,通常的恒星将原子序数较低的氢、氦等元素聚变成较重的元素,而黑洞则可以反其道而行之,将较重的原子核粉碎成较轻的原子核(这对于黑洞而言,属小菜一碟),然后通过双极喷流喷发出来,喷发的物质像量子液滴,起到了预凝聚的作用。

气体向聚集中心下落是不带有角动量的,而形成后的太阳系行星们必定带有很大的角动量,不可能凭空产生这些角动量。我们认为,在太阳系形成过程中,必定有暗物质粒子带上行星相反方向的角动量,太阳系一直像个巨型介子、分成自旋向上和向下的两部分,暗物质粒子可以通过自旋-轨道耦合带上相反的角动量,这些暗物质粒子至今仍在发挥作用,例如可以解释木星等气体巨行星的反常加热问题。太阳系总的角动量其实一直都是零。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-27 09:49:38 | 显示全部楼层

黑洞的吸积与外流

 
吸积盘的结构则是三维的,即使假定了轴向对称也是二维的;内部的微观和宏观物理过程应有尽有,包括黏滞、辐射、传导、对流、径移(advection)、激波、蒸发、磁场、核反应、正负电子对、中微子等;各种各样的不稳定性、随时间演变的行为(如扭曲、振荡、翻转、吸积模式跃迁等),以及由此造成的周期性、准周期性、非周期性光变也非常复杂。尽管如此,吸积盘领域学者的不解努力还是得到了可观的回报。他们已经建立了不同物理条件下的理论模型,其中影响最大的是1973年的Shakura-Sunyaev盘(或称标准薄盘)模型(这个模型的出现被视为吸积盘理论诞生的标志)、20世纪80年代末的细盘(Slim盘)模型、90年代中期的径移主导吸积流模型。这些模型已分别应用于解释不同种类高能天体的观测现象,并取得了不同程度的成功。
学术界一般相信,外流是一小部分被吸积物质转变而来(也有一些学者认为外流是纯粹的Poynting能量流)。与吸积相比,外流的成因似乎更为费解:为什么在黑洞附近的强大引力场中能产生向外逃离的物质和能量流?这个问题迄今尚未得到根本意义上的回答。从实际操作的层面,曾有学者认为外流是由吸积盘辐射压的推动造成的,但相关的模型似乎并不成功。现在看来,外流更可能是由于磁场的作用:借助于被吸积物质带来的大尺度磁场,通过一些很精巧的物理机制可以提取吸积物质的能量,也可以提取黑洞的转动能量。从更纯粹的理论层面,对外流形成的充分和必要条件则还很不清楚。由于历史的沿袭,学者们一般用流体的伯努利函数(即单位质量流体的焓、动能、引力势能三者之和)来作用外流的理论判据。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-27 10:10:00 | 显示全部楼层

黑洞的吸积与外流

 
用经典引力论无论如何无法解释外流现象,这是一种量子引力效应。按照量子引力论,太阳在其一生中一直维持着一个超流,只有用超流才能够解释是什么在维持着地球的Chandler摆动,这是一种量子潮汐储电装置。平常太阳的这种摆动造成了22年的磁场周期,伽马射线暴是这种理论的证据,只有恒星原来就有很强大的磁场,才会在坍缩时产生伽马射线暴,用发电机临时产生磁场属于临时抱佛脚。
在量子引力论中,由于轴矢量场总是自动劈裂成正、负能态配对,恒星或者黑洞像一个巨型的介子,这种宏观的量子反常造就了坍缩时的伽马射线暴。而当磁场不太强、引力能比较强时量子反常就会产生喷流,恒星或者黑洞平时内部就一直在振荡,只是总会被恢复力拉回去,当这种振荡幅度较大时会冲过头造成喷流。这是天体快速驰豫的一种机制,HH天体和黑洞需要将积聚的角动量快速转移出去,产生喷流是必然的。
因此,我们认为,黑洞的喷流也应该直接从黑洞中喷出。只有直接从黑洞内部喷出才可以解释喷流的视超光速现象,视超光速运动意味着耦合常数大于1,只有黑洞内部才具备耦合常数大于1的条件,量子引力论预言了喷流的现象。大自然不愧是“艺高人胆大”,视超光速运动可以延伸到很远,那也就意味着离开黑洞很远后喷流仍然能够维持着耦合常数大于1的条件,这是超乎我们想象的。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-28 09:55:47 | 显示全部楼层

黑洞转动能量的提取

 
吸积过程中磁通量守恒保证磁力线不能逃逸,吸积盘内区的磁压使得这些与等离子体脱离因果联系的磁力线受到向内的挤压,并被迫穿过黑洞。在稳定的轴对称条件下,黑洞视界面和吸积盘内区的磁场位形如图3所示。
temp.JPG
图2 围绕黑洞的磁化吸积盘
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-28 10:06:46 | 显示全部楼层

黑洞转动能量的提取

 
虽然BZ过程在解释黑洞系统的喷流方向取得了一定的成功,这个能量机制还没有在学术界取得共识。除了涉及理论本身的自洽性之外,BZ过程需要借助一定强度的大尺度磁场来驱动喷流。解释活动星系核的喷流功率要求磁场达到1万G,解释伽马射线暴的能量来源要求磁场达到1千万亿G。如此强大的有序磁场是否存在,又如何起源?另外喷流是如何准直的?喷流中的高能粒子是如何加速的?这些问题对于各种喷流模型都是严峻的挑战,需要把理论模型与天文观测结合起来作进一步深入研究。
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图3 由磁力线形成的旋转磁面,两个相邻磁面形成环形磁通管,磁通管内外面的磁通量分别为Ψ和Ψ + ΔΨ
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-3-28 10:29:26 | 显示全部楼层

黑洞转动能量的提取

 
从量子引力的角度看,有更加直接有效地提取黑洞转动能量的方法。与牛顿水桶实验类似,只要天体在转动,这会有一个影子一样的超流体相伴随;从二流体模型的角度讲,这相当于正常流体与超流体的,天体的经典转动部分相当于正常流体,而影子而相当于超流体。用这种正常转动-超流的对偶性可以解释地球的Chandler摆动如何维持,以及由于潮汐效应导致地球自转减慢比理论预期值小一半的事实。
超流-刚体转动对偶,当超流-刚体角动量互相湮灭时,会产生很强大的喷流。但这种机制需要喷流从黑洞中直接喷出,这就与经典引力论的观点冲突;但经典引力论的这个观点很显然是“傲慢与偏见”的产物,人们已经假设了磁力线可以穿过黑洞,光子不能穿过黑洞,那么这些磁力线是由什么物质携带的呢?很明显,这些磁力线肯定是由某种与光子胶结在一起的物质携带的。
因此,如果允许磁力线穿过黑洞,也必须允许普通物质穿越黑洞。用量子引力论可以很轻易地解释其它事实。例如:为何新生恒星和黑洞容易产生喷流,这是角动量快速驰豫的一种机制。喷流为什么那么直,因为喷出去的是量子液滴。磁场只是轴矢量场的一个方面,量子引力不需要磁场也能工作,但磁场也属于轴矢量场,因为无论角动量或是自旋都是轴矢量。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-4-2 06:22:44 | 显示全部楼层

宇宙的量子反常

 
在量子引力中:地球+月亮=ψψ*,假设M为地球质量、m为月亮质量,与广义相对论的绝对时空观不同,Mm才是曲率(Gauss曲率),曲率是不定的,要根据相互作用才能确定(一切都是相对的),而在广义相对论中曲率M总是确定的。对于太阳系来说,物质分布有不确定性,曲率的确定也就要随机应变,但对于宇宙而言,根据哥白尼原理,在大范围内大致可以看成是固定不变的,因此可以采用平均场方法处理,此时大致可以定出一个曲率。

电子有反常磁矩,是因为电子发射并吸收了一个虚光子,因此电子磁矩略有增加(α/2π)。假如电子吸收并再发射一个实光子呢,相似的自能过程还能出现吗?答案是不能,这样会违反能量和动量守恒定律。我们知道,轴矢量场总是正、负能态配对的,假如夸克事先已经配对了,这样的自能过程就可以发生,这正是中性介子中发生的情况。这就是量子反常。

我们发现,所有的天体都像一个巨型介子,宇宙本身也像一个巨型介子,这里暗物质粒子扮演了夸克的角色,引力子扮演了胶子的角色。暗物质粒子质量较小,通过引力相互作用,它们会吸收并再次发射半虚半实的光子,这里半实的意思是说,人们通常认为在宇宙中传播的光子是自由光子,而半虚的意思是指光子其实一直是被宇宙禁闭的,逃不出宇宙的手掌。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-4-2 06:47:10 | 显示全部楼层

宇宙的量子反常

 
我们看到,由于宇宙像个巨型介子,存在轴矢量场的正、负能态预配对。暗物质粒子的质量又很小(按照我们的估计是几MeV),暗物质粒子可以通过宇宙自能过程吸收并发射半虚半实的光子,其结果是光子的能量略有减小(对应的是哈勃红移),暗物质粒子的能量略有增加。观测证据之一是类星体的反常红移,类星体的红移一部分可以用哈勃红移来解释,另一部分则无法用哈勃红移解释。现在我们知道,哈勃红移是宇宙的一种宏观平均效应,类星体中心有一个巨大的黑洞,黑洞也像一个巨型介子,强大的引力场导致类星体产生的红移有些地方会偏离宇宙平均场的结果,引起红移反常。因此哈勃红移根本不是宇宙在膨胀的结果,而是宇宙的量子反常引起的可观测效应。

大爆炸理论根本就是“正龙拍虎”中的纸老虎,根本就不堪一击。给大爆炸理论致命一击的正是当今物理学中最大的谎言——引力会破坏重子数守恒定律。照理说,每天无数的观测和物理实验事实都重复、重复、再重复地证明引力场遵守重子数守恒定律。不知道从何时起,某位伟的太大的物理学家空发奇想,“规定”引力会破坏重子数守恒,然后这个谎言就开始在全世界的各种书籍中重复、重复、再重复地出现。那岂不是在浪费大自然的资源。

尽管一只小甲鱼用“规定”都能看出来——那真是个谎言,还是阻止不了谎言的流行。这真是国人的悲哀,国人引以为自豪的四大发明之二:造纸术和印刷术,如今变成了传播谎言、败坏大自然的工具,真的是让人欲哭无泪!
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