宇宙是如何运行的;微观尺度上的无序微粒(2)

2016-02-17 21:50 责编:小编 来源:UFO发现网 浏览 参与 评论
导读 爱因斯坦通过一个绝妙而且高度复杂的逻辑链推理得出,引力的实质是时空自身的几何学特性它的曲率。而这一曲率是质量造成的。爱因斯坦说,如果宇宙中没有质量,那么时空就是平坦的,也就是没有曲率。 想要理解空间的...
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爱因斯坦通过一个绝妙而且高度复杂的逻辑链推理得出,引力的实质是时空自身的几何学特性——它的曲率。而这一曲率是质量造成的。爱因斯坦说,如果宇宙中没有质量,那么时空就是平坦的,也就是没有曲率。

想要理解空间的曲率,可以想象一只在球体表面爬行的虫子。这只虫子要怎样才能知道它不是在一个无尽的平面上呢?如果这只虫子沿一个方向走,它最终会回到最初的地方。或者,如果这只虫子以正确的角度画一个坐标轴,它就会发现从起始点到任一点的距离并不是x2+y2的平方根。这只聪明的虫子或许就会推导出,自己处在一个曲面上。

 

宇宙是如何运行的;微观尺度上的无序微粒

 

宇宙是如何运行的;微观尺度上的无序微粒

 

因此,曲率影响两点之间的距离,而质量决定曲率。

》 在真空中,粒子和反粒子不断产生。

这就是爱因斯坦时空概念的要义。但是他的相对论仅仅是20世纪物理学的两大革命性突破之一,另一项是量子力学。因此,提出这样的问题就会显得很自然:量子力学怎样影响时空的几何学特性?这是当今物理学试图解决的最大的问题之一。随机时空似乎是答案的一部分。

 

宇宙是如何运行的;微观尺度上的无序微粒

 

宇宙是如何运行的;微观尺度上的无序微粒

 

量子力学的核心是海森堡不确定性原理。该原理指出,每个物理系统都一定会具有一些残余能量,即使是在绝对零度。这一残余能量被称为零点能,即使是时空中的真空也具有。在真空中,粒子和反粒子持续产生,然后互相碰撞使对方湮灭。粒子的突然产生和消失导致真空的零点能随时间波动。因为能量和质量是等效的(E=mc2),质量会产生时空弯曲, 真空能量波动会产生时空弯曲的波动,而这会造成时空中两点之间距离的变化。这就意味着,在小尺度上,时空是随机而无序的。

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