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不完备的相对论 恒星和行星是由原子、分子和辐射构成的,它们最终是由标准模型中的基本粒子组成的,这决定了它们是由离散的能量单位组成的,而将原子聚集在一起的力也来自于玻色子等离散虚粒子,原子的结合正是由这些离散虚粒子的交换实现的,因此宇宙是离散的,没有连续的物质和能量,这也是爱因斯坦的广义相对论存在的问题。这样宇宙就有两套规则,量子力学适用于很小的物体,广义相对论适用于很大的物体,但是由于我们生活在同一个现实中,而不是两个不同的现实,即便遵循两种不同的规律,宇宙也应该在某种层面上统一,即这两套规则应该是统一的,这是绝大多数物理学家认为广义相对论不完备的原因。 你可能会问,为什么没人说量子力学不完备,这是因为四种基本力中的三个都由量子力学描述,只有引力缺乏量子描述,不仅仅是力,包括原子和分子在内的绝大多数粒子都可由量子理论来解释,极限地说,量子理论包含了几乎所有的经典物理学,但像广义相对论这样的经典物理学却不包含任何量子效应,我们之所以提出量子理论,是因为经典物理学并不是在所有情况下都适用,而量子理论可以解释更多的观察结果,在过去的90年里,我们认识到量子物理是描述现实的基本语言,这就是为什么人们认为引力需要量子化的原因。#探索宇宙 #量子力学 #相对论 #离散 #科普
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66662周前
20世纪70年代,天文学家在研究星系旋转时发现星系外围恒星的转速远高于预期,似乎有额外的看不见的物质在施加引力,这便是暗物质存在的最初线索。暗物质不发射、不吸收、不反射任何电磁辐射,因此无法直接看到它,但它通过引力效应影响着宇宙的结构形成和演化。 • 到了20世纪末,对遥远超新星的观测更是揭示了一个令人震惊的发现:宇宙的膨胀速度正在加速。驱动这种加速膨胀的神秘力量被命名为暗能量。暗能量占据了宇宙总能量的约68%,暗物质占据约27%,而熟悉的普通物质仅占不到5%。这意味着对宇宙的绝大部分组成仍然一无所知。 暗物质和暗能量的发现无疑对现有宇宙模型提出了巨大的挑战,也为宇宙运动的本质增添了新的维度。它们是否与某种尚未理解的宇宙整体运动模式有关?这种可能性激发了科学家们对宇宙更深层次运动模式的探索,其中宇宙的整体旋转成为一个引人注目的研究方向。 宇宙旋转这个概念并非凭空出现,它在爱因斯坦的广义相对论框架内就有着理论基础。 • 早在20世纪40年代,奥地利数学家和逻辑学家哥德尔就在广义相对论中找到了一个奇特的解,描述了一个旋转的宇宙模型,即著名的哥德尔宇宙。在这个模型中时空是旋转的,以至于旅行者甚至可以通过沿着特定的封闭类时曲线回到过去。尽管哥德尔宇宙与观测到的膨胀宇宙完全不符,且存在因果悖论,但它的存在本身就证明了在广义相对论的框架下宇宙整体旋转的可能性。 这表明广义相对论允许时空本身以某种方式发生扭曲或拖拽,从而导致宏观尺度的旋转效应。在更一般的规范理论中,旋转效应可以通过时空的规范张量来描述。这种时空自身的扭曲和拖拽效应会在大尺度上模拟出类似于惯性力,例如科里奥利力或离心力的表现。对于整个宇宙而言,如果它真的在旋转,那么这种旋转将不仅仅是物质的运动,更是时空本身的运动。 • 此外,宇宙的拓扑结构也可能对其旋转产生影响。如果宇宙是有限的,并且具有非凡的拓扑结构,例如甜甜圈形状,那么从一个方向看出去的星系可能会在另一个方向上再次出现,而这种循环的路径也可能与宇宙的整体旋转模式有所关联。 是否有观测证据支持宇宙的整体旋转?虽然迄今为止尚未发现确凿的证据,但科学家们从未停止寻找。
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