超引力、超弦和M理论

万象经验 2024-05-08 10:36:21

目前,我们主要依靠两个理论来描述我们的宇宙:广义相对论和粒子物理学的标准模型。广义相对论通过弯曲的时空来描述引力,而标准模型则使用量子场来描述其他三种基本相互作用,其中场的激发可以被视为粒子。这两个理论有点相似,都采用了场的概念——广义相对论的时空曲率场和标准模型的量子场。

然而,这两个理论在本质上是不同的。广义相对论是一种经典理论,它预测系统会随着时间的推移进行确定性的演化。相反,标准模型是基于量子理论的,它的核心是叠加原理和概率解释。因此,这两种理论在宏观和微观层面上描述了两个截然不同的宇宙。

尽管广义相对论为我们的宇宙提供了一个出色的宏观描述,但我们现在必须考虑量子物理现象。这不是一个问题,我们可以将时空曲率的扰动描述为量子场,并将其波动解释为引力子——引力的量子载体,这种方法为引力的量子行为提供了一个框架。但是当我们进入到非常小的尺度上时,量子引力不再在这个基本尺度上起作用,引力似乎与量子世界不相容。

物理学家正在努力协调广义相对论和量子理论,以理解引力在这些极小尺度下的行为。这需要我们深入理论物理的抽象领域,寻找一个能够统一这两个理论的有前途的新框架。

在20世纪70年代,物理学家开始对一种名为超引力的理论产生了浓厚的兴趣。我们的时空在数学上展现出四种基本对称性:平移、旋转、反射和时间对称性,这些对称性在广义相对论中得到了体现。然而,理论物理学家提出了一种新的假设对称性——超对称性。当考虑到超对称性时,我们得到了超引力理论。

超引力与相对论非常相似,时空可以弯曲产生有趣的结构,甚至可以在没有形成黑洞的情况下产生奇点。此外,物理学家还探索了在具有额外维度的高维宇宙中超引力的可能性。这导致了对具有额外空间维度的黑洞的一般化研究,这些额外维度构成了被称为“膜”的扩展物体,它们可以拥有质量和电荷。

尽管超引力理论在某些方面是超对称的,但当我们探索接近普朗克长度的尺度时,该理论仍然会崩溃。在1980年代,物理学家提出了一种革命性的新理论,这个理论假设宇宙中的所有基本粒子实际上都是由微小的振动能量带——即“弦”——组成的。因为它也利用了超对称的概念,所以我们称之为超弦理论。

在超弦理论中,弦通过相互作用、合并或分裂来展现其多样性。类似于吉他弦的振动产生不同的音符,在宏观尺度上,这些弦的振动模式表现为我们所熟知的粒子。最令人兴奋的发现是,超弦理论中的一种振动模式与引力子的行为完全一致,这是第一次有理论允许我们以基本方式描述量子引力。

超弦理论很有前景,但它对宇宙施加了一些限制:时空不是四个维度,而是十个维度,还有六个我们尚未检测到的附加空间维度。这个理论还进一步细化了可研究的弦的类型,包括开放弦和闭弦,后者能够自行卷曲形成环状结构。在这些前提下,研究人员发现,超弦理论实际上只允许五种不同的理论模型存在。

如果我们希望用超弦来描述我们的宇宙,这五个模型是唯一的选择,那么这五个模型中的哪一个版本真正描述了我们的宇宙?让我们暂时把这个问题放在一边,回到超引力。人们可能会认为超弦理论和超引力是两个完全独立的模型,但实际上它们在大尺度上有一个密切的联系,两者都描述了一个具有引力的超对称宇宙。事实上,当应用于具有 10 维的宇宙时,超引力被证明是超弦理论的近似,这也意味着超引力的膜也存在于超弦的世界中。

超引力理论的另一个引人注目的特点是它可以容纳多达11个维度,比超弦理论多出一个维度。在这个11维的超引力模型中,宇宙的所有常数都是由数学确定的。与超弦理论的五种可能选择不同,超引力提出了一种新的独立理论,至少可以近似地用11维描述世界。

所以到1990年代初,我们就有了六个可能的数学模型来描述宇宙,其中的五个来自上面提到的10维超弦理论,而剩下的一个来自11维超引力。在这一时期,一些研究人员,尤其是爱德华·威滕,开始揭示这些理论之间存在着微妙而复杂的对偶性网络。

这些对偶性不仅将各个模型联系起来,还允许理论之间的转换,使得在一个模型中难以处理的计算可以转换为另一个模型中的简化版本。这些对偶性的发现极大地丰富了我们对宇宙的认识,使得先前难以理解的物理现象得以研究。大量的研究也导致了AdS/CFT对应关系的发现,根据该对应关系,某些宇宙可以被描述为它们的全息图。

1995年,威滕提出了一个激动人心的设想:存在一个统一的基本理论,这个理论被他称为M理论,它可能是上述六个模型的更深层次的表述。M理论预测了一个包含膜的11维超对称宇宙,这个理论的复杂性与其他试图统一引力的理论一样,至今仍然是物理学中的一个巨大挑战。虽然M理论尚未得到实验证据的直接支持,但它提供了一个框架,允许宇宙具有多种不同的时空和几何形状。目前,物理学家仍在探索哪一种配置最能描述我们所在的宇宙,这一探索可能会揭示宇宙最根本的秘密。

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评论列表
  • 2024-08-06 22:52

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2024-05-08 21:14

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-05-08 21:15

    自然绝对诚实,创造了人类,给了人类无穷的机会,是人类唯一的生存依靠。敬畏自然的绝对诚实,是你的本分,也带来了人类科学。………明天还有太阳是普遍规律,本质是不知道!根本原因也是不知道!!!没有人能证明明天还有太阳!只能信任敬畏绝对诚实的自然。(所有的规律和观测结果都已是过去了。)——笨狗🐶追兔子走直线?悖论斯坦智商高追兔子走虫洞?………迷信蔑视自然的骗子悖论斯坦,瞎搞假说科幻,将导致人类无法逃脱第六次地球生物大灭绝。

  • 2024-07-24 06:45

    超弦理论,M理论均是万物理论,万有理论之前的理论,2003年初霍金都已放弃了万有理论,再去论述过时无效理论还有意义吗?龚木益

  • 2024-08-06 22:52

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因:::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变假说预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。

  • 2024-08-06 22:52

    万能骗术之质能方程,泛化虚化破坏能量公理概念,>>远远胜过,任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量??? ………动能公式,清清楚楚明明白白,到处用天天用,是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚,是对物质运动状态的描述,居然敢欺骗说物质与能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有动能,他爸爸也有势能,动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?质量与力是一切微观宏观世界的根本,他造假(创造假说)祸害质量概念就当儿戏!!!———无中生有解释稀奇的万能骗术::科学都是假设(嘲笑诚信观测归纳),场有作用力,真空里有波,质能等效转换,穿墙而过,刀枪不入,纠缠女朋友。。。号称,只是科技还没达到!………无中生有==时空无限而永远不可能证无,当然也永远不可能证有==欺骗无底洞!

  • 2024-11-24 23:30

    万物皆是震动的能量玄[点赞][点赞]

  • 2024-07-27 07:09

    引力波是有数理基础的,这里面哪个理论能说明呢?

  • 2024-08-06 22:53

    能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。数学都是基于公理的演绎,超越公理的理解当然是虚幻。比如能量的动能和势能,都是相对的,与相对速度相互作用力有关,咋能与质量等效???场无质量有能量???质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖,祸害基本概念和认知方法。

  • 2024-08-06 22:51

    波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,是粒子构成的,有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么???破坏了认知自然的核心根基“确定性” ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云当然都是电磁理论的谬误,祸害牛顿何益?一个具体问题::电流磁场与电子磁矩啥关系???

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