最新「場論」,解釋引力起源

2020-10-18 FanqiangMeng3

自然界中有四種基本力,即強核力,弱核力,電磁力和萬有引力。在100GeV的能量下,電磁力和弱核力統一成為電弱力,這一點已經得到證明。在10^15GeV的能量下,強核力和電弱力統一成為電核力,也就是大統一理論模型。在10^19GeV的能量下,萬有引力和電核力統一,形成萬有理論

20世紀70年代中期,史蒂文·溫伯格、阿布杜斯·薩拉姆和謝爾登·格拉肖創造了電磁力和弱核力的統一理論,即電弱統一理論。物理學家格拉肖、喬治等人提出,使用一種叫做「群論」的算法,可以通過「SU(5)」的對稱性將弱核力和電磁力與由膠子介導的強核力結合起來。這個理論成為了物理學界眾所周知的大統一理論」GUT」

將量子力學與廣義相對論統一起來,成為包羅一切基本粒子和相互作用的「萬有理論」,是理論物理學家的終極夢想。目前,在通往這條路的候選理論中,弦論是廣為人知的一種,也有一群科學家相信存在別的途徑,如圈量子引力論

弦論:振動的弦

圈量子理論認為,真空其實並不是真正的空無一物,他們是由微小的「圈」構成的。圈與圈之間相互作用,形成了自旋網絡結構。

可是,弦理論和圈量子引力論都無法在實驗中得到驗證!

物質世界的空間尺度

在微觀世界,物質是由基本粒子組成的,它是構成物質最小的單位。基本粒子分為強子、輕子和傳播子三大類。比如,光子、電子、中微子等。物理學家研究發現,基本粒子存在最小的不可分割的單位,並把最小單位稱為量子。後來,物理學家又發現量子具有波粒二象性。

愛因斯坦質能方程式證明了質量與能量之間可以相互轉化,量子波粒二象性揭示了宏觀物質與微觀能量之間的聯繫。

基於以上兩點,可以得出:宇宙在微觀以能量的形式存在,宏觀表現為物質。「能量場」是構成微觀世界的基本形式,「粒子」是構成物質的基本形態。「場」是空無的,場的作用範圍具有全域性,場可以激發出粒子,場能以「波動」形式體現。

宏觀物質粒子是在場能激發中產生的,即無中生有。能量場是構成宇宙的最基本形態。(註:因為場沒有物質形態,所以基本粒子是物質的最小單位並以量子為最小單元產生。當尺度小於量子結構,粒子就失去了結構與無形的能量場融為一體。由此可知,弦和圈量子都是不存在的。)

引力的起源

微觀宇宙是由能量場構成,能量場激發生成物質「粒子」構建出宏觀宇宙。「能量場」本身沒有物質形態和空間結構,但其激發出的粒子具有物質特性和結構形態並構造出宇宙時空(宇宙物質和空間)。從能量場到宇宙時空的轉變過程,能量發生了「相變」凝結為物質。「相變」過程產生了引力。比如,水凝結成冰的過程會產生壓力。粒子無中生有,粒子具有結構在宏觀創造出空間。如果大量的粒子瞬間生成,粒子與粒子之間就會相互擠壓(相變產生最初形式的引力),粒子凝結成物質,越多物質凝結在一起形成的空間就越彎曲(這就是宏觀宇宙的引力)。

註:宇宙空間是便隨粒子產生的,起初沒有空間,粒子的增多會造成相互之間的擠壓。當形成物質之後,物質越多形成的空間就越彎曲,彎曲空間在宏觀宇宙表現為引力作用。

結論一:引力是衍生力,它只存在於宏觀宇宙。即在能量形態或量子尺度以下不存在引力。

結論二:引力起源於「相變」,它伴隨粒子的出現而產生。即能量場激發粒子過程,由能量到粒子的「相變」會帶動宏觀宇宙時空的變化,這個變化就是引力的起源。

結論三:在宏觀宇宙引力通過彎曲空間體現。因為宏觀空間是隨粒子生成的(與粒子結構特性有關),起初相變導致粒子凝結為物質(最初引力促使粒子凝結為物質),後來分布不均勻的物質構建出彎曲的時空(在宏觀引力通過時空彎曲體現)。

聲明:部分圖文摘自網絡,如有侵權聯繫刪除。

相關閱讀:

相關焦點

  • 國科大在揭秘愛因斯坦統一場論的研究中取得突破
    近期,中國科學院大學教授,亞太國際理論物理中心、中國科學院理論物理研究所研究員吳嶽良院士在揭秘愛因斯坦統一場論的研究中取得突破,創建了超統一場論(hyperunified field theory)。
  • 統一場論對正物質和反物質的解釋
    現在物理學無法給出解釋。但是,隨著統一場論【百度統一場論6版可以搜到】的出現,這個問題可以回答了。統一場論認為電子帶負電荷,是因為周圍空間從四面八方向以光速向負電荷匯聚。如下圖:正電荷帶有正電荷,是因為周圍空間以正電荷為中心,以光速向四周發散運動,如下圖。
  • 另一種量子場論:貝爾場論,宇宙可能是由粒子而不是場構成的
    事情是這樣的:在1930到40年代,狄拉克,費曼,施溫格等物理學家努力建立了量子力學理論,該理論可以解釋粒子加速器內部發生的事情,因為物質如此快速地運動,因此需要結合愛因斯坦的狹義相對論來控制物質以接近光速的速度移動。他們提出了已成為物質,力和能量理論的金標準:量子場論。量子場論(QFT)似乎用它對粒子更為複雜的觀點回答了這個問題,即物質是什麼。
  • 張祥前的統一場論(上)
    三十一,統一場論動量公式。三十二,統一場論動力學方程。三十三,場的三種定義形式三十四,解釋牛頓力學三大定理。三十五,證明慣性質量等價於引力質量。三十六,解釋克卜勒定理。三十七,解釋萬有引力的本質。三十八,推導出萬有引力公式。三十九,引力場與時空的波動方程。四十,統一場論真空靜態引力場方程。
  • 張祥前的統一場論(中)
    三十二,統一場論動力學方程。前面的統一場論基本原理指出,一切物理現象都是質點在空間中運動【或者質點周圍的空間本身的運動】所形成的統一場論給出了力的義為:力是物體在空間中運動【或者物體周圍空間本身運動】的運動狀態在某一個空間範圍【或者某一個時間內】的改變量。
  • 有效場論的世界
    不過後來學習了量子場論,我才意識到有效場論的觀念恰巧回答了小愛的這個難題。有效場論觀念說的就是,我們可以就每個尺度層次找出其中的規律來。在你所考察的層次中,起關鍵作用的那些因素無需你進入到更小尺度就可以找出來,且數目一般總是有限的。有限這一點很重要。正是因為這因素有限,你原則上便可以據此理解發生在這個層次上的所有現象。
  • 談談「場論」
    十幾年前,我看過一本叫《場論》的書,給我印象很深。
  • 張祥前的統一場論(下)
    四十七、從統一場論導出磁場是電場相對論效應。在以上的統一場論動力學方程F = dP/dt = Cdm/dt- Vdm/dt + mdC/dt - mdV/dt中,(C- V)dm/dt = Cdm/dt - Vdm/dt是質量隨時間變化的力,簡稱加質量力,統一場論認為是電磁力,其中Cdm/dt 是電場力,Vdm/dt是磁場力
  • 引力量子場論可統一廣義相對論與量子力學
    25日,中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳嶽良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上,提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎的廣義相對論的局限,將廣義相對論與量子力學統一起來。相關成果發表在近日出版的國際期刊《物理評論》上。 此前量子場論的建立,使狹義相對論與量子力學成功統一。
  • 【科技日報】引力量子場論可統一廣義相對論與量子力學---中國科學院
    1月25日,中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳嶽良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上,提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎的廣義相對論的局限,將廣義相對論與量子力學統一起來。相關成果發表在近日出版的國際期刊《物理評論》上。  此前量子場論的建立,使狹義相對論與量子力學成功統一。但廣義相對論與量子力學的統一至今仍是理論物理界的研究熱點。
  • 目的論解釋及其合理性
    筵北京師範大學哲學學院李建會物理科學的解釋框架是因果論的或機械論的,而生物學的解釋框架除了因果論的解釋之外,還存在著功能論的或目的論的解釋。對於功能論解釋和目的論解釋,有人會認為不是科學解釋,應當從科學中清除。笛卡爾認為,終極因是不存在的,我們必須根除一切目的論語言,甚至包括在解釋比如生長和行為這樣一些生物過程以及在討論適應性結構時都應如此。
  • 進化論無法解釋的現象!達爾文都為此感到頭疼!
    達爾文在《物種起源》中描繪了地球生命是如何一步步走到如今的地步,也就是我們經常說的物種進化論。進化論幾乎可以說是地球生物學家們最重要的研究工具,因為它幾乎可以解釋地球所有物種的由來,但是就連達爾文自己都承認,進化論在一些情況下似乎「行不通」!
  • 場論那些事(一)
    前言其實在高中時期,筆者就對場論這部分的知識頗感興趣.但由於基礎知識的欠缺,一直沒能夠完整地學習場論的知識
  • 進化論無法解釋的「動物大爆炸」
    國際學者考察了澄江石層,用最新方法鑑定地質學上寒武紀與「前寒武紀」的界線,並且確認在寒武紀之前,地球上還沒有任何複雜的動物出現。但是到了寒武紀的初葉,五億三千萬年以前,突然在澄江帽天山的黃色石層中,出現了許多類不同體型的動物化石。
  • 物種起源的真相,進化論無法解釋的想像,卻被古老文明破譯
    自從達爾文提出進化論以來,其在解釋物種起源及演化的問題上就一直佔據著不可撼動的主導地位。但是物種真的是進化而來的嗎?通過進化真的可以產生新的物種嗎?人類的智慧是否真的能夠通過進化而產生嗎?對於這些問題,一直以來都是困擾科學界的癥結。
  • 中科院理論物理研究所在量子場論研究中取得進展
    如何得到一個自洽的量子引力理論是當今理論物理學的最大疑難之一,而近年來量子場論中關於「色因子和動量因子對偶」的相關研究有可能為科學家對量子引力的理解帶來深刻的變革
  • 突破達爾文進化論解釋困境
    當我們回到達爾文理論推理的邏輯起點,就會得出與進化論完全不同的結果,這個結果將引發我們對人與世界關係的重新省思。進化論的前提預設有待實證檢驗達爾文在《物種起源》一書中系統闡述進化論思想,其核心是「自然選擇原理」:一切物種都有過度繁殖的傾向,它們繁殖的後代保持著一部分親代特徵,同時又發生一些改變;而生存空間和資源卻是有限的,所以一切物種必須「為生存而鬥爭」。
  • 如果愛因斯坦沒有為統一場論浪費 30 年,21 世紀物理會成什麼樣
    而其耗盡半生精力研究的統一場論,也是以統一引力場和電磁場為目標,實現物理史的第二次大一統。場論的概念同樣是起源於麥克斯韋的電磁場理論,麥克斯韋電磁場理論的核心概念是「場」,在某種空間區域,其中具有一定性質的物體能對與之不相接觸的類似物體施加一種力,這就是「場」。那麼一個帶電物體對其他帶電物體施加一種力(吸引力或排斥力,取決於極性)。磁體周圍有磁場。
  • 愛因斯坦統一場論"失落一頁"找到了,為什麼會引起全球震動?
    卡魯查理論認為是不是多出一維空間,多出的一維空間但是它很小,就像一個圓圈一樣我們看不見,多出的這一維空間是可以解釋電磁學的,愛因斯坦欣賞這個觀點,但是他又寫了論文說這個觀點不對。愛因斯坦就自己來找這個理論,結果他找了一輩子,找了很多種不同的理論,但是沒有一個是成功的,所以我就長話短說,這就是愛因斯坦的「統一場論」。為什麼叫「統一場論」呢?