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我国学者可重整量子引力的引力波实验见证-连载2

时间:2020-01-17    点击: 次    来源:武汉    作者:NES团队发言人   - 小 + 大

我国学者可重整量子引力的引力波实验见证-连载2

原创: NES团队发言人

附录GM-理论中引力扰动的存在方式及其测量剖解(含广义相对论)
准则(
M-理论即作者提出的双变量度量量子引力)

邵丹,LongKai Wu,朱子辉,关爽,邵常贵

引力扰动在自然界的存在及其测量结果的取得,实际上是个多有复杂的问题。至此为止,我们仍不妨从所谓引力波可以存在,可以不存在;可以被测量得到,可以不被测量得到等多种可能出发,深入剖析这一问题(一项引力扰动的测量,只能在自身角度观察这些问题,对于引力扰动的全面认知和鉴别,则是远远不够的)。为此,对引力扰动各种可能的存在方式及对应测量手段,M-理论从空时和引力的彻底量子化和完整关系以及宇宙状态出发,全面归纳并提出引力扰动及其测量可能呈现的三种状态(准则)。每一可能测量都将属于其中一种,M-理论将赋予其原则意义。现总结分述如下:

●按M-理论指出,ηEμv(x)不具有规定空时度量的作用

此种情况下空时度量(引力叶中不计δημv(x)的存在)

gμv(x) =ημv+ ηEμv(x)+ hμv(x)

之中,将只有ημv具有决定几何(含两点间距离)的作用。对于空时之中x1和x2两点,它们之间的几何距离

将是不被改变的,与引力扰动是否通过无关。按测量方法的不同,hμv(x)的存在对于(直接)长度测量法,将测量不到,即测量不到所谓引力波。而对于其他方法,可以测得hμv(x)作为“引力波”的存在,但它并不能改变被测两点间的距离。这一结果可归结表述为:测得的“实际长度的改变”与被测长度的大小无关(或测得的并不是被测长度的改变)。从而,即使测得的是引力扰动,但此种情况下的引力扰动并不影响空间长度。即空间自身的距离与引力场的存在无关。这里必须指出,这与传统引力波的概念是不同的,甚至可认为测得的只是引力场的存在而非引力波(即可对应于引力波测量不到的说法)。这一结果的意义在于,它颠覆了广义相对论中的度规张量

gμv(x) =ημv+ hμv(x)

决定空间几何的基本图景。即证明,hμv(x)只具有一种作为力的功能,但并不具有决定空时几何的功能。亦即证明,引力与空时是完全不同的两种范畴。引力扰动,按M-理论,只是平坦空时之上的一种物理扰动。

●按M-理论指出,ηEμv(x)具有规定空时度量的作用

这一情况下,空时两点间的距离将发生如下改变:

当满载引力扰动通过同向不同距离时,其真实长度的改变将与被测长度成正相关

但正如我们已指出的,这一长度的改变在M-理论中,是由ηEμv(x)完成的,并非是hμv(x)。它的意义在于,在微观和宏观条件下,把空时与引力进行了一贯的解析区分(贯彻源重方法论)、并以此把广义相对论进行了提升和量子化,这将使它成为一种完整的理论。即这证明了广义相对论的被覆盖提升的地位。它将无力且无须用hμv(x)取代ηEμv(x)的存在,而是必须接受被分离体制下的ηEμv(x)的存在,而使自身进入更完整的理论体系之中。这支持和得到的后果是,M-理论的引力重整化严整理论的建立、以及宇宙四种状态的根本划分。这是物理学和宇宙学中,有根本意义的(与广义相对论自身不矛盾的)结果。

●若在原理和模拟上排除掉干扰后,得不到如上测量结果之中的一种,这将是M-理论所不允许的。且将表明,或测量技术上存在问题,或测量的并不是真实的引力波。这一准则的意义在于,它以简捷、公开且可操作的方式,排除将测得的任何扰动都当成引力波的(无规测量的)可能。

同时,通过客观确认引力扰动的对应测量是属于如上三种中的哪一种,它将获得按M-理论赋予的相应物理意义

引力扰动测量,除如上三种可能之外,尚需明确指出,在弱场近似下,引力场的存在本身在理论上,就是一种引力波(与测量无关)。但能否测量到、或测得的是否是真实的引力波,将与具体测量密切相关。不过,这也仍是需要按如上原则判定的。

关于“与被测长度无关”,需要说明的是,对于非长度测量法,需要指出,这个测得的“长度改变”,对不同实验,可能并非是单纯的。若它是“由hμv(x)作为物理场通过特定测量方法所决定出来的某种改变”;则它可以是引力扰动,也可以不是。但都并非是真实的空间长度改变,而只是个由于与测量方法有关所造成的改变这种“与被测长度有关”,并非是真实的。把测量方案造成的这种相关性剔除后,得到的“与被测长度有关或无关”,才是有效的判定依据。对于由数值计算得到“原初波形”和由模拟测量得到“比对波形”的测量方法,更加需要对二者一致性加强查证。前述三准则的意义在于,它公开地和客观地给出了对引力波的判定和排除根据(摘自NES团队新书《物理学基本问题》,参见《科学网NES博客)。(待续)


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