标题: 几点问题, 关于时间与空间
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-5 19:17 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
单单靠广义相对论的理论是不能够构造虫洞的(天然虫洞不知道是否存在,但一般认为不存在),因为广义相对论不允许“撕破”时空。


顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-6 10:47 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ


如果出现虫洞的话,时空就是这个样子的。


顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-6 11:25 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
大体的情况是这样的,宇宙的几何形状由爱因斯坦场方程:G_ab - L g_ab = 8pi T_ab 来决定的。其中,G_ab = 爱因斯坦张量,g_ab = 黎曼距离张量,L = 宇宙常数。这个方程全部展开,会成为是一个10x10的微分方程,它最终的目的是对黎曼张量 g_ab 所对应的内积公式求解 (Riemann metric),这个 Riemann metric 含有告诉我们宇宙的几何形状的全部信息。

一次世界大战中,Schwarzschild 在德军战壕中求得:ds^2 = (1 - 2m/r )dt^2 - (1 - 2m/r)^(-1) dr^2 - r^2 (d theta^2 + sin^2 theta d phi^2). 其中 m = 质量,r = 距离半径,theta, phi 为球体坐标所需要的两个角度。需要注意的是,这个解在 r < 2m 的情况下不成立,r = 2m 的时候会出现奇点。也就是说,它可以计算(离黑洞)很远的时空形状,但不能计算(离黑洞)很近的时空形状。

在这个情况下,Kruskal 发现如果我们对 Schwarzschild 的球体坐标做一个变换,那么 r = 2m 的奇点问题就会得以解决。Kruskal 的流形其实就是两片 Schwarzschild 流形,在 r = 2m 的位置连接起来。但唯一的问题是,黎曼张量所描述的只是 local geometry,而对宇宙的拓扑性质并不能给任何信息。

那么在这个情况下,爱因斯坦提出了一种情况,就是一个流形总体是弯曲的,弯回来之后又在 r = 2m 的位置和自己产生连接。这样,就酿造了我在9楼贴出的那张图的情况,时间可以通过这些虫洞,从时空的一端直接瞬移到另一端。

超弦理论甚至预测,这些虫洞很可能是在更高维空间下出现,例如一个收缩过的加拉比-丘空间(compactified Calabi-Yau)。
P.S. 加拉比-丘里面的丘,就是华裔数学家丘成桐。
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-6 11:42 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
时间与空间的具体联系? - 黎曼张量所产生的曲面,是一个包含时间和空间的曲面。理论上说所有的关系都在这个曲面上写着呢。
光速与时间的关系?why? - 相对论中,光速时事件空间的一条渐近线。没什么 why 不 why 的,爱因斯坦提出的假设,推出了理论,做出了预测,实验证明预测精确到 10^-13.
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-8 14:30 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
如果没有天然虫洞的话,如何把时空撕破,通过做时空手术创造按照自己意愿设计的虫洞,就不是目前的理论可以解决的问题了。
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-8 16:04 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
按弦理论,由于组成人的粒子属于 fermions,它的特点是不同的 fermions 的量子位 (quantum state) 不能叠加。如果可以利用超级对称原理(supersymmetry),把这些 fermions 变换成它们 bozon 的对应部分(bozon 的量子位可以叠加),那么比原子小的多的虫洞,都可以把人送到时空的另外一端。

P.S. 这个转换可以想象成对初等粒子作傅立叶转换,把物质性的粒子转换成波性粒子,送到时空的另外一端再变回来。

[ 本帖最后由 天宫公主 于 2006-9-8 16:07 编辑 ]
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-9 12:45 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
想了一上午,还是看不懂楼上的漫画。
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-9 14:49 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
超环带 - 最多是 closed string 的一种象征,符合这种弦的初等粒子,只有引力子一例而已。怎么能说是一切物质的终极姿势呢?况且,引力子也本非物质啊(它属于messenger particles),物质需要 fermionic strings 才可以啊。

[ 本帖最后由 天宫公主 于 2006-9-9 14:50 编辑 ]
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-14 23:28 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
>>单单靠广义相对论的理论是不能够构造虫洞的
> 广义相对论能容纳虫洞,它有奇点。

可以容纳但不能“构造”,意思就是我们不能随便撕破时空,把一个我们造好的虫洞安插上去。事实上能否做到是一回事,但在广义相对论下是做不的。


>> 目前知道只有引力可以扭曲空间
> 引力便是时空扭曲。按广义相对论说,是物质扭曲了时空,我们观察到的引力便是扭曲了时空。
怎么说呢,广义相对论有两种不同的数学推导过程。一个是爱因斯坦最初用的,通过分析 energy momentum tensor 推出爱因斯坦场方程。在这个过程中,的确是物质给时空了曲率,引力是通过弯曲了的 geodesic lines 而反映出来的。然而场方程还有另外一种推法,就是利用 calculus of variations 的思路,找出一个对引力负荷最小的时空面出来,得到的结果和爱因斯坦完全一样。如果按后者的逻辑,就是先有引力而引力扭曲了时空。其实引力和时空曲率,谁是鸡谁是蛋也不是一两句话能讲清楚的。


>> 引力子也本非物质啊(它属于messenger particles)
> 强作用力及弱作用力的messenger particles有静止质量。按理论,作用力无距离限制的messenger particles才没有静止质量。但到目前为止,我们还未找到引力子。但应注意能量与质量的关系,若引力子存在、正如光子,很难说它是否算是物质。

呵呵,算我表达得不准确吧,严格的说应该是"引力子"不属于 fermions. 只是一般在通俗的语言中,会把 fermions 和物质联想到一起,主要还是因为 fermions 必须遵守 Pauli's exclusion princple。

[ 本帖最后由 天宫公主 于 2006-9-14 23:41 编辑 ]
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-9-17 15:31 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
本公主对“物质”与“非物质”基本是按照它们的 quantum states 是否可以 super-impose 来考虑。注意我这里说的是“物质”,不是物质,呵呵。 因为我觉得质量并不是“物质”的一个 defining characteristic,而 Pauli's principle 可能是更准确的一个。通俗的说,就是两个“物质”不能同时同点出现-这个是由粒子的旋律(spin)而决定的。正如你说,波/粒子有双重性,能量与质量可以互换,所以从经典角度去考虑到底什么是物质的 defining characteristic 很难。

关于时空旅行,本公主一直以为最有希望的理论就是利用 string theory 中的 supersymmetry。由于在量子世界中,时空可以随便被撕破再缝好,我们的理解是时空其实已经有着很多很多个虫动,只不过它们的半径都太小而以。因此电子之间可能会做到瞬时移动,而我们日常看到的东西却不可以。然而,由 super symmetry 预测,我们可以把一个 fermion 转换成 bozon。这样,“物质”的 quantum states 可以暂时性的去 super impose,它的体积可以缩小到能钻进这些天然小虫东里去。等到另外一边把它释放出来时,再把它用 supersymmetry 还原回来。

关于时间旅行在是否会产生哲学悖论,本公主一直在想是否会出现 deterministic quantum tunnelling。比如说,如果你回到历史,无论你碰任何东西,它都不会有任何反应。同理,也可以用这个来解释出现 quantum tunnelling 的那些粒子,是因为它们的 time registration 其实不属于我们这个时空。当然,这个只是一个猜测而已。

[ 本帖最后由 天宫公主 于 2006-9-17 15:43 编辑 ]
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-10-1 17:00 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
古漢魂:
1. 你的意思是用静止质量去对物质做定义?虽然不查书,一时想不出来任何实际出现的问题,但完全从理论的角度这就好比你用某个积分 \int_A . dm(A),来对集合A本身做定义。这种思路在某种程度上是依赖着任何一个well defined A, 都会产生一个 well defined integral over A. 相对而言,按照 fermion/bozon classification, 粒子的半旋所导致的反对称波函数更直观。看你的专业知识,想必应该是搞这方面的吧?我虽然不知道你的领域怎么看这个问题,但弦理论里基本上一提起“物质”,首先考虑到的 basic building block 就是 fermionic particles.

2. 听过如何可打破"Pauli's principle"吗?愿闻其详。

3. 量子不连续,但 space-time 是否连续没人知道。至少 string theory, topological QFT 等理论还是建立在一个连续时空的基础上的。

4. 剩下的只是猜测,本来也没有实际证据。至于回到历史,并不是不能产生任何 physical interactions,而是 time registration 会限制你的 physical interactions (例如,messenger particles 在不同的 time registraton 的背景下不匹配)。但只要 time registration 不会把所有的 messenger 都给 block 掉,那么你回到历史就应该算“存在”。另,我假设“你”是一个初等粒子,没想过会有呼吸空气的这种奢侈。例如,如果届时的 associated quantum mechanical operators 是一个 direct sum, 那么也许你的确就不能算存在,可它如果是一个类似于 Jordan block 呢?

[ 本帖最后由 天宫公主 于 2006-10-1 17:04 编辑 ]
顶部
性别:女-离线 天宫公主
(司徒家的颖颖)

虞国公主

Rank: 12Rank: 12Rank: 12
组别 限制发言用户
级别 大将军
好贴 6
功绩 517
帖子 11552
编号 1037
注册 2004-10-25
来自 天津
家族 司徒实业


发表于 2006-10-5 14:09 资料 主页 短消息 看全部作者 QQ
楼上搞错了,相对论不难理解,没人能真正理解的是量子论。即便我们对初等粒子做出了很高精确度的预测模型的情况下,至今世界上不敢有一个人说他真正从原理上理解量子力学。
顶部

正在浏览此帖的会员 - 共 1 人在线




当前时区 GMT+8, 现在时间是 2025-3-14 18:10
京ICP备2023018092号 轩辕春秋 2003-2023 www.xycq.org.cn

Powered by Discuz! 5.0.0 2001-2006 Comsenz Inc.
Processed in 0.011668 second(s), 9 queries , Gzip enabled

清除 Cookies - 联系我们 - 轩辕春秋 - Archiver - WAP