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向jqsphy请教有关虫洞的问题
[楼主] 作者:bad-boys  发表时间:2001/07/16 02:10
点击:579次

讨论虫洞的问题,我们首先假设具有负能量的东西能在黑洞边找到。假设在加利略系中,有两个永久打开的虫洞A、B,相距几光年,且在高速做地相对运动。Jack正透过虫洞,准备去杀他的生身父母。Mary在虫洞外部,看着Jack穿过虫洞。
我粗略地计算了一下,发现Jack和Mary会看到两种结果:

虫洞内部(Jack系)
Jack通过虫洞口A到虫洞口B,他会发现自己通过短短的旅程回到过去。在Jack穿过虫洞后,呈现在他面前的是与他原来时空几十年前相同的另一个新时空(从虫洞生成的),它的未来还不存在。就Jack看来,那两个人不是他真正的生身父母。如果Jack杀了他们,对Jack本人没有任何影响。这只会影响到他来到的这个时空的未来。不会出现因果错乱。

虫洞外部(Mary系)
在虫洞外部的Mary发现Jack从虫洞A进去,几秒钟后又从虫洞B飞出来了。Mary会发现Jack在空间上做了一次超光速旅行,而在时间上,Jack没有真正回到过去。Jack并没有回到过去,也无法杀他过去的父母。同样也不会出现因果错乱。

结论
我认为,当虫洞打开时,在虫洞内部它会使时空由一维变为两维(甚至更多),生成了原始时空几十年相同的新时空。新时空的未来还不存在。而在虫洞外部,虫洞只打开了一个超光速旅行的通道。如果是我的推测没错话,祖父驳论因该成立。

我认为您懂相对论,所以想听听您对这个问题的看法。
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2001/07/16 06:15 

回复:似乎有了可以讨论实质问题的气氛
TONGZR:
按您的10**(14)次碰撞计算,且假定WG已光速运动,粗粗估算一下,WG粒子每立方米有10的29个,折合成质量密度,WG子的质量很小,恐怕在10的负四五十次方千克。
 [3楼]  作者:hudemi  发表时间: 2001/07/16 19:59 

我没弄明白您的意思

您说“我认为是真空场吸收光能后被激发,又陆续生成实粒子,就象水蒸发一样”,您究竟说什么是真空场吸收光能后被激发,最好能解释一下,否则,我不好发表意见。
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2001/07/17 06:52 

关于近代物理的传统
HUDEMIN:
对光的红移解释为两者都是通过时空变换联系起来的,这已经“简洁、优美、朴素、自然”且已经揭示出了其本质的了。这正是近代物理的传统。又如,近代物理把所有的四种相互作用归结为规范变换对称性(且都有完整数学可左证),按您的观点,它也不是满意的。这是我们的最根本的分歧之处。
我不相信目前还存在着比近代物理更为本质的关于物理本质的最好解释。如果为让普通人也清楚、明了、易懂,那只有科普叙述了。
您怎么会认为近代物理不清楚、明了、易懂呢??实际上,这些问题都是几十年前的旧事了,已不是主流了。现在还在说它们不清楚、明了、易懂,是不对的。我承认存在不清楚明了易懂的地方,但那是更高层次的问题,也是现在学术文献刊物上的主题。跟您说的不清楚明了易懂是两回事。
JQSHEN
 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2001/07/17 07:13 

从对称性揭示事物的本质
HUDEMIN:
从对称性(如各种变换联系:坐标变换、规范变换等等)揭示事物的本质,是自牛顿以来的物理学传统。
没一次物理学综合(牛顿、MAXWELL、量子力学、狭义相对论、广义相对论、规范理论、标准模型),都是沿这一传统的。
事实上,也只有从对称性,才能看出事物之间的联系,也才能揭示出事物的本质。
我们第一要尊重接受这一关于揭示事物本质的传统、方法、思想;第二要不脱离百年物理成就。这样我们才能讨论问题。否则,各人有各人的标准,就讨论不起来。近代物理的标准,是经千锤百炼了的。自建一套标准,并且认为比它们更优越,我认为不存在这种事情。
当然,我也不排斥任何人基于自己的哲学给出的关于相对论或量子力学的理解。比如,您说您的解释比相对论的更简洁、明了。我也不完全否认。解释是多样化的。
我更加关心的倒是数学描述。我认为数学描述只应该只有一个(不计互为等价的)。如果您的数学描述与相对论的不同,我认为这本身就已经证明您的理论失败了。如马国梁的理论,就是如此。对于与量子场论结合,计算一些精细效应,是给不出与实验高度一致的结果的(小数点后七八位以上)。
JQSHEN
 [6楼]  作者:老鹤  发表时间: 2001/07/17 20:25 

现代跟过去到底不一样了,看来想骗人还真不那么容易啊~~
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2001/07/17 22:05 

广义相对论中的联络与曲率
一、 联络
1. 什么是联络?联络是切场基矢 的协变微分 对于基矢 的系数,即
, (1)
就是联络,

2. 作用:用联络表示邻近切标架的变换, 从而在流形不同点的切空间之间建立了联系。

3. 引入联络后,切场 的协变微分是
(2)
余切场 的协变微分是
(3)

4. 、 是协变微分,还未定沿什么方向。张量场 沿切场 方向的协变导数定义为
(4)
为了得到广义相对论中的协变导数,选沿自然基矢组 的方向,将 代替 ,得

则切场 的协变导数是
(5)
同理,余切场 的协变导数是
(6)
(5)、(6)两式是广义相对论中逆变、协变矢量的协变导数。

5.注:联络不是张量。
在广义相对论中,为使计算、证明简化, 可选联络为零的局域惯性系。局域惯性系中联络为零,但其导数不为零。

二、 曲率
1. 规范理论中,协变导数算符的对易子得倒曲率

与此类似,矢量 的两次求协变导数,并交换次序,

曲率 为

性质:(1)关于 及 反称。(2)满足bianchi恒等式。(3) 。(4)后三个指标循环置换之和为零,即

三、 Killing矢量
Killing矢量就是使度规张量场 相对于它的李导数为零的矢量。由于协变张量场 的相对于切场 的李导数为

以 代替 入上式,得

所以Killing矢量所满足的方程是

由于Killing矢量 在点p的所有导数均可表示为 与 的线性组合,所以每一点独立的 、 共有 个。
(因为由 ,存在n个 (n=0,1,2,…,n-1.)为零。 值如已知,则 也就知道, 与 不独立。独立的 共有 个。)

四、 自旋联络
Riemann 空间有两种联络:Christoffel联络和自旋联络。
1. 分析运动方程在局域变换(广义坐标变换)下的不变性,需引入Christoffel联络。切场 的分量 的协变导数为
(1)
这是在自然标架中沿自然基分量的协变导数。
2. 将自然标架换为活动标架,相当于将非惯性系换为局域惯性系,每一点的局域惯性系是个闵空,在闵空中研究引力场,需引入联络(自旋联络),在邻近点闵空之间建立了联系。
为切场在活动标架中的分量,它的协变导数为
(2)
这是活动标架中局域lorentz变换的协变导数。
Lorentz群的旋量表示的生成元 是Dirac矩阵。旋量场 的协变导数是
(3)
所以在弯曲空间中Dirac方程是
(4)
方程(4)是用活动标架表示的Dirac方程。用自然标架表示的Dirac方程 不需要联络,因为这里 , 与引力场的相互作用已含在 中了。





 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2001/07/17 22:17 

超对称
超 对 称
Pierre Ramond 沈建其译
旋量场和其对应的标量场 的拉格朗日密度中最简单的动能项之间存在着一些区别:旋量场的拉氏密度 包含一阶偏导,而标量场的动能项包含二阶偏导; 是一个 Grassmann场,而S是普通复场; 存在着相位变换,而只有一个标量场的动能项却无这一变换。然而既然它们都是共形不变的,必存在着相似的东西。在本文中我们来看那种联系费米场和标量场动能项的关于场的对称性存在的可能性。这样的对称叫作超对称性,它有允许在费米场和标量场之间可以发生相互作用这一重要特点。为突出问题,我们可以使得标量场动能项尽可能与 相似,这可通过取两个标量场(称作S和P)的动能项及与Majorana旋量场(称作 )相比较而办到。这样两个动能项都有各自的相位变换不变性,其拉格朗日密度

除了共形不变性外还有两个独立的整体相位变换不变性

任何进一步的不变性都会包含使得无自旋场S和P变成旋量场 的变换。这种类型的变换的一般性质是:1)变换参数必须是个Grassmann旋量场,称作 ,它是一个整体无限小的Majorana旋量参数;2)在其最简形式当中,S和P的变换必须不再含有偏导算符,而 的变换必须含有偏导算符,因为费米场动能项至少比标量场动能项少一阶偏导。这样我们得到

其中M是4 矩阵。既然变换不包含4-矢量,故其中仅含有1或 。于是我们使得


其中a和b是未知的实系数。这里我们已用相位变换不变性来定义S的变化正比于1而P的变化正比于 。S和P的变分的右边已被安排为实(在Dirac矩阵的Majorana表示中,所有Majorana旋量的四分量都为实, 矩阵的所有矩阵元为纯虚数,所以 就有实矩阵元)。然后我们就有(假设 不变)

的变分是什么呢?首先注意到

????为一个全散度。现在使用Majorana场组合成的矢量部分的性质:
这些性质对任何Majorana旋量 和 都保持。将它们应用于 得到
////////为表面项。将所有的加在一起,我们得到


其中///到///式用了分部积分。这样如果 遵守如下的方程那么///的变分仅相差一个全散度项(达兰伯算子 )

很容易找到一个解

这里使用了 。我们因此达到了目的:找到了在无自旋和有自旋 这两种场之间的一个变换集合,在该变换集下动能项之和不变(相当于正则变换)。为确信上面所做的是正确的,我们来看这些变换是否封闭及成群。
作为检验场的超对称性有效性的出发点,有精确式子



最后一步的获得使用了Majorana轴矢量的性质。这样两个超对称作用在S上的合效果就相当于将S移动了///。下面来看对P又发生了什么呢?


其中又使用了Majorana轴矢量的性质。因为对S,P和 的变换必须是相同的,我们必须有

最后来证明两个超对称变换作用于 的效果就是 的自身移动:


我们重写这个方程右边含有////但不含有///的部分,我们/////:取任何两个Dirac旋量(没有必要是Majorana旋量),如 和 。4 矩阵 可以推广为16个Dirac协变量 。系数可以通过取相关阵迹得到,结果是

各个项前的数字组成了Fierz矩阵的第一行,它们包含了生成整个矩阵的所有必须信息,应用到我们这情形可以得到

其中我们已使用了Majorana场的组合性质。由///和////得到

利用 矩阵的对易子关系,重写


上面右边头项正是我们期望的结果,但不幸的是我们多出了与 正比的一项。这一额外项仅在经典运动方程有效时才不存在。为了消去这一项我们必须推广 的定义,看看如何达到这一点。注意如果我们在///的 中添加如下形式的变分

其中F和G是 的函数,但它们不是正则场,因为其具有 的量纲。由于Majorana场的组合性质,///的关系式并不受影响,例如




但是这一额外变换却给出了对 的贡献,即

////中的额外项可用Fierz重排重写如下

与////比较启发我们如果选择

我们就可以消去这个额外项而得到预期的结果。可以很容易证明当超对称变换作用于F和G时,如下算符关系成立:


可是又不幸的是,由于 的存在,新的 不能使得原始作用量不变,但我们观察到



因此作用量可写作


它在如下超对称变换下是不变的:


这些变换满足////的所有算符方程。这个作用量首次由Wess和Zumino造出(NuclPhys(1974)1。
现在不去关心运动方程,仅凭引入辅助场F和G我们就得到相同数目的标量场(S,P,F和G)和旋量场( 的四个实分量)。读者能确信在质壳上(即在经典路径中)F和G是不必要的,但是标量和旋量场自由度相等仍然是真实的。玻色子(整数自旋)和费米子(半整数自旋)自由度数目相等是超对称理论的一般性质。
从///我们看出超对称变换的效果相当于是场的移动。除了超对称参数是个旋量外,超对称生成元也按旋量变换。因此我们可以推广庞伽莱群使得包含超对称生成元F和G 没有动能项,它们担当辅助场的角/////。
超对称变换的漂亮之处在于它们是对相互作用理论的一般推广。举例说,引入超对称汤川(Yukawa)耦合项会产生一个整体chiral不变性

或者

质量项可以写作

我们可以从这些项中发现超对称理论的重要性质。考虑带质量的Wess-Zumino拉氏量的运动方程,它们是



最后两个方程不难用S和P表示解出F和G,它们的结果构成S和P的方程的一部分,S和P的方程是


于是三种场都有相同的质量,这是超对称的最一般特点:所有进入超对称多重态的场具有相同质量。这是因为质量算符 与所有超对称生成元对易之故。由于不同自旋粒子的质量实际上是不简并的,作为一个直接的结果,我们相信精确的超对称性在自然界中是不存在的。
最后在运动方程可解的条件下,这个小小的计算在辅助场作用下暗示了一些东西。下面这个关于辅助场工作机制的模型指出了这一点(不依赖于运动方程):令 为一个标量场, 为一个辅助场,取自由的拉氏密度为

经配方得到

重新定义耦合的辅助场为 ,我们就有自相互作用的拉氏密度 。
这是一个超对称 理论的最简例子。超对称在目前还没有任何实验支持,还只是一个纯理论的对称性,但是我们感到提醒读者注意在不同自旋场之间存在着某种重要的对称性这一点是一定有意义的。
 [9楼]  作者:刘武青  发表时间: 2001/07/18 08:44 

回复:回复:刘武青
我是用的本名,武汉有深刻印象,小时住过一年多。(1953年)。

1986年在武汉参加过全国第二届发明展览会。
武昌鱼很好吃。

刘武青

※※※※※※
刘武青
 [10楼]  作者:张若静  发表时间: 2001/07/18 20:21 

回复:白痴病人的结论
你说的对,这样的确是荒谬的,但是你是不是真的明白他们提出的一整套宇宙大爆炸理论? 好象你还不明白。
另,我也是反对这样的理论。

※※※※※※
张若静
 [11楼]  作者:hudemi  发表时间: 2001/07/19 20:56 

真羡慕你们有充裕时间在网上讨论


张若静:你好!
对不起,我并不是说你的观点一定是“灵机一动”的结果,因为你曾发过一个帖子说你不懂数学和物理(也许是你谦虚的说法,我却信以为真了,我真实在),所以,我想你的观点可能仅仅是一种思辩的结果,才说了上述这种话。
其实,我是非常乐于听取别人的意见的,在我提出我的观点(我不敢自称为理论)的过程中,我经常反思我自己的观点是否正确,老是担心同其它反相对论者一样,犯了实一些自己没有觉察的错误(这一点,在许多反相对论的人中普遍存在)。因此,我非常乐意与一切有诚意讨论的人交朋友。
关于光谱频移,既然我能用一种假说把多普勒频移和宇宙学红移统一起来解释,所以我不赞成你说的“宇宙学红移是能量损失造成的”而“另一种红移,却可以先用相对论的时空变异解释”。在我的解释中,既存在着红移,也存在着你所说的“可逆性蓝移” ,你可以再看一看我的文章。
欢迎继续讨论!但我手头工作太多,有时可能不能及时回贴,请多谅解。我真羡慕沈建其、马国梁等人,能有充裕时间在网上讨论。
黄德民 2001。7。19

 [12楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2001/07/19 21:37 

最近不在珠海请发电子邮件给我
 [13楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2001/07/19 22:22 

回复:最近不在珠海请发电子邮件给我
黄得民先生:
我最近不在珠海市,可能长时间都不在珠海市,要过段时间才能把新的联系电话确定下来,有事请发电子邮件给我。另外,你前段时间在BBS上提供的网页地址进不去。

我看了沈建其发给你的帖子,总的来说,你回避数学上的分析不可能将对方说服。你想用另外一种符合“物质作用” 的思路来解释相对论试图解释的现象,借以表明相对论不仅存在许多荒诞的自相矛盾,同时也不是不用它就解释不了各种怪想象的理论。沈建其则回避相对论在原理上和数学上所存在的自相矛盾之处,只谈相对论的“成功点”。这样的探讨要想有进展,你需要增加数学上的论证。如果沈建其始终回避相对论在理论上和数学上所存在的自相矛盾之处,只谈相对论的“成功点”。我们也就无从与他讨论下去了。


CCXDL 2001年7月19日

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