论坛风格切换切换到宽版
  • 2738阅读
  • 101回复

[求助]统一场论(天体物理1) [复制链接]

楼层直达
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 20楼 发表于: 2012-10-28  粉丝: 4   好友:3
五分钟振荡
与太阳全球振荡监测网的建设几乎同时,一种更优越的观测手段也开始付诸实施,那就是人造卫星。这种手段的优势是不言而喻的,建在地面上的观测站,无论是两极附近的观测点,还是“日不落”的观测网,都免不了要“看天吃饭”。只有翱翔于九天之上的卫星,才能真正自由自在地对太阳进行连续观测。1995 年,美国国家航空航天局(NASA)发射了一颗“太阳和日球层探测器”(SOHO)。该探测器定位在太阳与地球之间的所谓第一拉格朗日点上,与地球公转同步地绕着太阳运转,可以常年不断地观测太阳。利用这样的现代手段,对“五分钟振荡”的观测精度已经达到了百万分之一以上的量级。
那么,日震学研究取得了什么成果呢?最重要的成果就是对标准太阳模型进行修正及检验。我们在前文中提到过,太阳模型看似粗糙,实际上却相当精密。之所以如此,除了它对物理原理的运用相当缜密外,另一个很重要的原因,就是标准太阳模型中的参数大都经过了日震学手段的检验及修正。
日震学研究所取得的另一项重要成果,是对太阳内部自转速度的分布作出了精密推断。与像地球这样的固态星球不同,太阳内部不同深度、不同纬度处的自转是不同步的。日震学研究不仅发现并测定了这种不同步性,而且还发现这种不同步性在对流层底部以下的一个被称为差旋层(tachocline)的薄层中,非常突然地转变成了刚性自转。这一点是由前面提到的罗兹和德伯纳共同发现的,这两人因验证乌尔里克的预言而“撞车”后,很快化“敌”为友成为了合作者,联手展开新的研究。他们所发现的这个差旋层虽然很薄,而且埋藏得很深,却很可能有着极大的重要性。一般认为,发生在差旋层中的这种自转突变现象与太阳磁场的产生有可能存在密切关联,但很多细节仍有待进一步研究。有读者可能会问:太阳的自转方式为什么会在差旋层那样一个薄层内发生突变呢?很遗憾,这是有关太阳的诸多谜团中的一个,迄今尚无答案。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 21楼 发表于: 2012-10-28  粉丝: 4   好友:3
日震学研究
除上述成果外,日震学研究还有一个引人注目的方面,那就是能够预报一部分所谓的太阳活动——即诸如黑子(sunspot)和耀斑那样的现象。那些现象有时会对地球造成影响,比如耀斑有时会干扰无线电通信。日震学为何能预报太阳活动呢?因为它可以探测到太阳背面的活动。它为何能探测到太阳背面的活动呢?因为那些活动大都跟太阳磁场有关,而太阳磁场会使太阳物质产生压缩、沉降等作用,那些作用又进而会影响到声波的传播,使得从太阳正面传往背面,并经背面反射回正面(整个过程约需6~7 小时)的声波比正常情况提前十来秒钟。通过对这一点的观测,天文学家们能相当准确地描绘出太阳背面的活动。由于太阳自转一圈需要二十几天,因此描绘出太阳背面的活动,意味着天文学家们可以提前若干天预报那些转到正面后会对地球产生影响的太阳活动。这或许是日震学研究中最具实用意义的一面。
最后,让我们将上一篇末尾的表格补全,作为对当时所留问题的回答:

区域名称

范围

主要现象

检验方法

核心区

0~17万公里

核聚变反应

探测各个能区的太阳中微子

辐射区

17~49万公里

以辐射为主的能量传输

利用日震学手段

对流区

49~69.5万公里

以对流为主的能量传输

观测太阳表面的各种“米粒”

在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 22楼 发表于: 2012-10-28  粉丝: 4   好友:3
量子引力在太阳物理中的作用
虽然太阳的引力场很强大,但在目前太阳物理的标准模型中,引力场起的是次要角色,甚至经常被忽略不计。这是由于在广义相对论中,引力场和其他三种极矢量场并非统一的整体,所以引力场经常扮演的是旁观者的角色。在量子引力中,引力场和其他三种极矢量场是统一的整体,引力经常会参与到太阳乃至宇宙各种各样的活动中。

从宏观的角度说,引力场是自顶向下设计的,或者说是整体论的,反映在太阳物理中,相当于自内而外的设计;而极矢量场是自底向上设计的,或者说是还原论的,反映在太阳物理中,相当于自外而内的设计。虽然很多科学家喜欢还原论,但还原论并不是总能奏效,假设有一位“美女”,是由30千克水……1千克铁等物质组成,我们购买30千克水……1千克铁等物质,能够还原出这位“美女”吗?答案显然是否定的。部分的总和不等于整体!

就算还原论能奏效,太阳由很多的粒子组成,其非线性相互作用也会使还原论行不通。例如,太阳活动周期明显是一种太阳整体的行为,目前的发电机理论试图用还原论来理解。实际上,在还原论和整体论之间有一座桥梁,我们说过,统一场论的基本群是SU(2)×SU(2),这相当于电磁场到轴磁场的变换,电荷无法直接变换成轴矢量的荷,但间接的变换是可以的。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 23楼 发表于: 2012-10-28  粉丝: 4   好友:3
量子引力在太阳物理中的作用
有了引力的主动参与,太阳物理中的很多谜题就很容易理解。首先,我们发现,“米粒”与Bénard胞有共同的作用机理,换句话说,天文学家最初的那个直观想法其实是对的。经过两次变换后极矢量场可以变换成轴矢量场,在等离子体物理中,电荷之间要么排斥,要么相互抵消,可是轴单极子不同,它们服从牛顿-庞加莱统计,交换作用使得它们之间有吸引力。

这就意味着轴单极子可以凝聚,但凝聚成什么样却是由具体的物理环境决定的,有可能凝聚成弦、圈或者其它形状,总的来说,凝聚了的场会选择一种场位形、处于能量最低的状态。在太阳上恰好有一种场位形是能量最低的,那就是凝聚了的弦与太阳的径向引力场重合的位形。这就意味着Bénard胞中有一根直立的弦(即垂直于太阳的表面)。根据弦理论的“肥皂泡定律”,我们知道,Bénard胞必需保持表面积最小,这就相当于有一个表面张力。

实际上,轴矢量的弦与太阳磁场的磁通量管模型是对偶的。我们可以将磁流管模型比喻为“外骨骼系统”,那么弦模型就相当于“脊椎系统”。我们知道,“脊椎系统”是高等动物的标志,通常“脊椎动物”比“外骨骼动物”要高大、强健的多;太阳上的各种活动尺度和规模都很大,这就意味着用“脊椎系统”比用“外骨骼系统”更适用于描述太阳模型。


在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 24楼 发表于: 2012-10-28  粉丝: 4   好友:3
量子引力在太阳物理中的作用
(讽刺的是,自从有了汽车以后,人类似乎又从“脊椎动物”变成了“外骨骼动物”)。我们的模型还得到了凝聚态物理的支持,例如溶致液晶的自组织也满足“肥皂泡定律”。轴单极子凝聚一方面相当于软模凝聚,当有了方向性以后,则可以起到轴矢量场的等离子体作用,在凝聚态物理中会产生中心峰;有了方向性以后,似乎还可以扮演液晶中的指向矢作用。

由于极矢量场与轴矢量场对偶,我们可以统一处理太阳的磁场与对流。以太阳黑子为例,很明显黑子的磁场并没有完全压制住对流(为什么要完全压制对流呢?),而且黑子磁场模型并不能解释半影中的亮纤维和暗纤维,更不能解释亮桥是如何产生的,弦模型可以很容易解释亮纤维和暗纤维,只要你将它们的称呼改成“亮弦”和“暗弦”就可以了。还是以“脊椎动物”作类比,主弦相当于“脊椎”,“肋骨”则可以起到“亮弦”和“暗弦”的作用。

有了弦以后,针状体和反常高温的问题也好理解了。弦相当于指向矢,针状体则与超流中的热机械效应相当;在氦4超流中,由于没有指向矢,喷泉效应是没有指向的,有了指向矢后,喷流则可以顺着弦爬上去,省了不少力气。日冕的反常高温则相当于超导热性,超导热性传递的是能量,由于越往日冕高处,日冕物质密度越低,而能量是固定的,因此温度反而升高。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 25楼 发表于: 2012-10-30  粉丝: 4   好友:3
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。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 26楼 发表于: 2012-11-06  粉丝: 4   好友:3
日珥

由SOHO(太阳和太阳风层天文台)拍摄的太阳活动像,显示稠密荷电气体的宽阔的弧形。这称为“日珥”,这些具有强烈活动的结构通过强磁场悬挂在太阳稀薄的日冕上。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 27楼 发表于: 2012-11-06  粉丝: 4   好友:3
土星的光环

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。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 28楼 发表于: 2012-11-06  粉丝: 4   好友:3
可能的物理机制
我们发现,“传递困难”和“能量困难”应该是一种量子引力效应。大气导电机制不可取,假如地球大气真能导电的话,人可能早就被电死了。我们将引力表述为:引力=牛顿+Weyl。实际上牛顿引力总是与大气产生的排斥力相等的,但地球中的轴单极子会生成一个指向太阳的弦(指向矢),这可以解释为何地球因潮汐效应引起的自转变慢比牛顿引力预期的少一倍。

我们发现,引力和热力是能够统一的,它们不是在牛顿项上,而是在Weyl项上实现了统一。根据等效原理的量子表述m/m=1,可以将Weyl项看成是一种对称项,而热运动引起的排斥力看成是反对称项;于是引力和热力之间就相当于一种轴矢量场的超对称性,这样热力可以被“冻结”在弦中。爱因斯坦最初的想法是将引力张量表述成:对称项+反对称项,我们看到,如果将爱因斯坦的直观想法改成一种量子统计效应,那么就可行了。

这相当于:对称项+反对称项=牛顿-庞加莱统计+ Maxwell-Boltzmann统计。这样,大气的传热机制就与黑子中的磁流管传热机制有异曲同工之妙。关键在于,要将大气粒子之间的碰撞看成是一种统计效应,未必需要它们之间真的碰撞,只要满足反对称性就可以了,现在由于有长程的引力相互作用可以引起它们的虚碰撞,这类似于费米液体中的零声。

在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 29楼 发表于: 2012-11-09  粉丝: 4   好友:3
日冕物质抛射

从左至右,是持续两小时的系列图像,展示太阳上巨大的日冕物质抛射的爆发。几十亿吨的荷电气体抛射到太阳系空间。这次日冕物质抛射事件没有直接冲向地球。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 30楼 发表于: 2012-11-16  粉丝: 4   好友:3
耀斑

剧烈活动的太阳上的明亮耀斑,由太阳和太阳风层天文台在紫外光波段上拍摄。耀斑爆发利用大量磁能,把物质以每小时几百万千米的速度抛入太空。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 31楼 发表于: 2012-11-18  粉丝: 4   好友:3
磁重联机制的提出
宇宙的可见物质中99.9%以上是由气体电离后形成的等离子体组成,并经常处在湍流状态。在湍流满足一定条件的地方,任何微弱磁场会由于发电机效应而不断放大直至饱和形成强磁场。由于等离子体的高导电性,磁力线“冻结”其中并随等离子体运动而在空间中扩展,不同方向(甚至反向)的磁力线不可避免地相遇。在真空中,当两块条形磁铁相互靠近时,磁力线会不断重组,如图1(a)所示;但在等离子体中,由于“冻结”效应的存在,反向平行的磁力线相互靠近时不会随意断开、重组,而在在分界面处不断累积,磁能持续增加,如图1(b)所示。这样,分界面处便产生强且垂直于纸面的电流集中在很薄的区域,通常称为电流片。也就是说,在天体等离子体中,电流片不可避免地会在很多地方产生,并伴随磁能的积累,而释放这些磁能的一种有效机制便是磁重联。

早在1946年,科学家便提出太阳耀斑是由于在磁零点(磁场为零的点,如X型磁场的中心点)附近加速的电子轰击太阳色球产生。之后,相似的模型被用来解释地球磁层亚暴。1953年,唐吉解析求解描述等离子体的磁流体力学方程组,发现X型磁场属不稳定结构,任何小扰动都能使它坍缩形成电流片。他首次提出磁流体的磁力线可以“断开并重新连接”。同年,柯林指出如果太阳耀斑是由电流的焦耳耗散加热,则电流须集中在几米厚的薄片内。
斯卫特在1956年的会议上指出,反向平行磁力线以准静态靠近时,为了维持水平方向力的平衡,电流片处气体压力将与左右两侧磁压力相当,如此大的压力将驱使物质沿着电流片上下两端分别向上下方向逃逸。太阳风理论的提出者帕克教授听了报告后凭着深厚的数学功底,很快建立起这个过程的基本框架,并创造了“磁力线重联”及“磁场并合”等概念。这一里程碑式的工作被后人称为磁重联的斯卫特-帕克机制。


在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 32楼 发表于: 2012-11-20  粉丝: 4   好友:3
斯卫特-帕克磁重联模型

图2 (a) 斯卫特-帕克磁重联模型,其中矩形所示的电流片很长;(b) 佩切克磁重联模型,其中矩形所示的电流片很短,粗线表示入流和出流之间的慢激波。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 33楼 发表于: 2012-11-21  粉丝: 4   好友:3
信息丢失问题
黑洞蒸发还提出了一些新的难题,其中最重要的一个或许要数所谓的“信息丢失问题”(information problem),它与黑洞蒸发的最终结果密切相关。
信息消失之所以会成为问题,是因为量子态的演化必须满足所谓的幺正性(unitary, 即任何事件所有可能结果出现的概率之和应始终为1)——这是量子论最基本的支柱之一,由此得出的一个推论就是,任何信息都不应该被永远地真正抹杀。
由于预言霍金辐射的计算过程依赖于半经典引力方法,物理学家无法确定信息丢失是不是计算过程中涉及的近似方法所导致的人为错误,也无法断定在我们找到精确计算方法之后,信息丢失会不会依然出现。如果蒸发过程确实摧毁了信息,正确完整的量子引力方程就必然违背我们所知的量子力学幺正性本质。相反,如果信息得到保留,而且完整的量子引力理论能够揭示信息在辐射时出现在哪里,那么广义相对论和量子力学这两大支柱理论的其中之一,似乎就必须加以修改了。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 34楼 发表于: 2012-11-21  粉丝: 4   好友:3
宇宙的年龄
近来,多国科学家利用美国哈勃望远镜拍摄到一个距地球260亿光年的天体,比此前已知最远的天体还要远将近一倍。目前天文学界还没有能够确定这一天体的性质,专家指出,这一发现对现有解释宇宙的理论提出了挑战。此前,天文学界观测到的最高的红移值为6.68,距地球大约是140亿光年。而这次哈勃望远镜拍摄到这一天体的红移值高达12.5,如此推算,可知这一天体与地球距离为260亿光年,这说明这一天体发出的光是经过260亿年的旅行才到达地球的,从而使宇宙年龄比原先认为的大得多。
相对论大师爱因斯坦在1917年提出:“宇宙是一个在空间尺寸方面的有限闭合的连续区域”。他在数学上建立了一个前所未有的“无界而有限”、“有限而闭合”的“四维连续体”,即一个封闭的宇宙。爱因斯坦还曾预言,在宇宙任何一点的发出的光线都会沿着时空曲面返回到它的出发点。
我们现在知道,爱因斯坦提出的模型其实是一个超级宇宙黑洞的四维视界,光子在宇宙中传递时,会由于哈勃红移将其“宇宙电”转换成“宇宙磁”,至于“宇宙磁”何时转换成“宇宙电”似乎遵循一种延迟爆发机制,宇宙中有一个时期的类星体特别多,可能就是“宇宙磁”转化“宇宙电”时的一种效应。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 35楼 发表于: 2012-11-21  粉丝: 4   好友:3
白洞
人们常说,有黑就有白。在我们的身边,正与负、阴与阳、天与地,万事万物皆是如此。那么在宇宙当中呢?当黑洞吞噬着一切物质的时候,是否有一种天体将物质迸射出来?当人们谈论、计算、研究黑洞的时候,有人尖锐地提出了“白洞”这个概念。

黑洞像一个魔鬼,贪得无厌地吞噬着宇宙中的一切物质,包括光在内。只要你靠近它就休想再出来。然而,黑洞吞噬的物质到哪里去了?要知道物质是不灭的,“白洞”之说应运而生。

爱因斯坦的广义相对论曾预言了两种天体,一个是人们早已熟知的黑洞,另一个则是人们比较陌生的白洞。黑洞是“吸入”,白洞则是“吐出”。白洞是一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似,它也有一个封闭的边界,聚集在白洞内部的物质,只可能经边界向外运动,而不能反向运动,就是说白洞只向外部区域输出物质和能量,而不能吸收外部区域的任何物质和辐射。白洞把光线和一切物质用强大排斥力喷射出去,使其改变原有的运动方向,朝着其对面方向运行。所以我们可以认为白洞是一种发光的物体,并且是一种发光力极强的物体。也正因为这些特征,我们很自然地把白洞同X射线、γ射线爆发、超新星的爆发、类星体等天文现象联系起来。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 36楼 发表于: 2012-11-21  粉丝: 4   好友:3
白洞
白洞能够源源不断地把物质向外喷射,那么是谁为它提供“后勤供应”呢?这不得不让我们想起黑洞。科学家们推测,黑洞在这一端吸收物质,而在另一端则喷射物质,就像一个巨大的时空隧道。当黑洞把物质吸入后并不是把它完全消化掉,而是以“蒸发”的形式稳定地向外发射粒子。于是,一个令人兴奋的结论产生了:“白洞”很可能就是“黑洞”本身!

也有科学家推测,白洞是一个强引力源,其外部性质与黑洞相同,可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。那么,白洞存在于哪里呢?有人认为,类星体的核心就可能是一个白洞。当白洞内聚集的超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈碰撞,从而释放出巨大能量。因此,有些剧烈的射电射线现象可能与白洞的这种效应有关。

根据我们的理论,很容易推算出黑洞就是白洞,它们之间的对偶性相当于牛顿-庞加莱统计与Maxwell-Boltzman统计之间的对偶性,牛顿-庞加莱统计是对称统计,提供吸引力;在这里,要将经典的Maxwell-Boltzman统计看成是一种量子统计(在极矢量物理里这个事实不容易看出来,但是在轴矢量世界里,牛顿-庞加莱统计与Maxwell-Boltzman统计之间是超对称的),属于反对称统计,提供排斥力,这个排斥力的作用一是阻止黑洞产生奇点,二是将黑洞转换成白洞。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 37楼 发表于: 2012-11-24  粉丝: 4   好友:3
宇宙的大小
那么,宇宙究竟有多大呢?面对如此难以回答的问题,20世纪的许多科学家给出了丰富的答案。许多人认定宇宙是在大爆炸中诞生的,由此推断,它的体积一定是有限的。因为光速虽然很快,但即使它从大爆炸那一刻开始向四周传播,迄今也只能达到一个有限的距离。既然光是向四周传播的,那么,宇宙很可能是球形的。如果真是这样的话,“有限无边”就是宇宙的形状。至于这个球体有多大,现在还不好说。另一种说法是宇宙的直径至少600亿光年,它比我们想象的要大得多。

最近,天文学家们通过仔细观测微波射线的图谱,计算出宇宙的直径不小于780亿光年。这排除了过去的推断,称宇宙是一个直径仅仅为600亿光年的球形。蒙大拿国立大学物理学家耐尔•科尼什称:“现在留给小宇宙假说的空间已经不多了”。围绕宇宙的争论从未停止过。2003年底,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常地大,其长度至少为1560亿光年。

究竟哪个答案是正确的,谁也拿不出让人信服的直接证据。自1990年4月以来,进入太空的哈勃天文望远镜和伽马射线探测器以及其他一些观测仪器对宇宙的结构和演化进行了观测,取得了大量成果。
在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 38楼 发表于: 2012-11-24  粉丝: 4   好友:3
从混沌到有序
行星的光环有可能用暗物质的超流来解释,在经典引力范畴内,暗物质组成的圈可以产生一个离心势,这个离心势可以与牛顿引力势抵消,从而可以使量子化的超流圈保持稳定状态。但是用这个方法来解释木星的大红斑就不那么容易,因为暗物质粒子不会老实地呆在木星的表面上,假如暗物质存在,也只会围绕木星的表面做高速运动来抵消引力势,这样大红斑可能是一种次级效应;但也有可能氢原子本身组成超流圈,毕竟氢原子很轻,量子效应很强。纯粹用经典效应来解释大红斑恐怕也不灵,因为我们知道只有超流圈才能存在几百年。

庞加莱复现原理体现了引力量子化的必要性。我们知道引力的多体问题不可解,夏志宏证明了即使是三体问题也必然导致混沌行为。另一方面,我们知道,原子中也有多体问题,重原子有几十个电子,按照庞加莱的说法,肯定应当有混沌行为出现,但是没有任何证据表明重原子中的电子有混沌行为。我们知道,大自然是通过量子化来解决这个问题的。牛顿第三定律的量子表述在改善引力场的无穷大方面有良好表现,但是在经典范畴内这一原理与牛顿引力实际上是等价的,仍然不能够排除多体问题的混沌行为,夏志宏的定理仍然成立。

在线henryharry2

发帖
2228
盟币
1546
威望
2
魅力值
6
版主工龄
0
宣传币
0
从事行业
物理
(毕业)院校
东南大学
只看该作者 39楼 发表于: 2012-11-24  粉丝: 4   好友:3
从混沌到有序
可喜的是,牛顿第三定律的量子表述提供了一种通过“蛮力”解释问题的途径;并且看起来大自然正是这么做的,正如重原子中电子的情形一样。也就是说,用量子统计来将混沌行为线性化,经典理论中的依据是混沌中包含了准周期性,另一个依据是普里高津的从混沌到有序的梦想。但是,引力场服从牛顿-庞加莱统计却与普里高津的原始思想有所不同,因为量子统计意味着这不是单粒子效应,正如顺磁性并不是某个粒子的行为一样,而是统计效应。

有可能用暗物质粒子的环型永久电流圈来解释气态行星的光环,碰巧凝聚态物理中也有类似的情形,例如介观物理中的永久电流圈。用暗物质粒子来解释介观物理中的永久电流圈恐怕没有人会相信,但是用牛顿-庞加莱统计来解释应该没有问题,碰巧实验测得的永久电流强度比理论值高二个数量级,也必须用牛顿-庞加莱统计来解释才合理。

这里的相似之处是,利用牛顿第三定律的量子表述,引力场其实也是一种交换力,要将地狼星A和B看成是同位旋。凝聚态磁性物理中也有交换力,可见它们可以服从相同的统计。相变现象给出了证据,因为临界指数β=1/3以及重正化群展开系数ε=1恰好可以这样解释。