全书总结
1、量子力学用来解释粒子的波粒二象性,电子既是波又是粒子
2、用光子解释电磁场作用时引发的对“无穷大”问题的探讨
电子吸收了自身释放的光子后,电子的质量变成了“无穷大”
光子变成电子和正电子对时,又变回光子,在这种变化影响下的电子间库伦力将出现“无穷大”问题
物理学家们选择“重整化”的方法,即将某一层次的“无穷大”问题“推迟”到更微观的层次上。而这种推迟的办法的贡献在于它的结构层次,它严格区分了“已知世界”和“未知世界”。
但最后引力为“重整化”关上了一道门,我理解是因为普朗克长度的黑洞问题。当撞击粒子的能量提高到LHC(LHC可以观测到比夸克更小的微观)的1京倍的时候(会诞生小黑洞),估算出的黑洞存在将阻碍加速器的实验。这是观测的极限解析度,我们无法看到更加微小的东西,“重整化”方法走到了尽头。
——观察时显微镜使用的“波”的波长越短,分辨率就越高。粒子的能量越大,波长就会越短,就可以看到越微观的世界
3、基本粒子的标准模型里一共有17种基本粒子
4、弦理论认为所有的基本粒子都是由一种弦组成的,基本粒子也是通过“弦”的不同振动状态变成电子或光子的。
——弦理论认为弦已经不再可分割。此处说的弦非常渺小,只具有一维空间尺度
5、弦有两种状态,分别是“开弦”和“闭弦”
“开弦”在时空中运动轨迹是扁平细长的意大利干面条
“闭弦”在时空中运动轨迹是筒状的通心粉
——同样的用费曼图来解释为什么无穷大的问题被解决了,弦的费曼图中,无法确定一条弦分裂为两条弦的时空点,由于观察方式不同,弦的变化点也随之变化,不会出现在“同一个点”释放和吸收光子的现象。
6、认为基本粒子具有大小的阶段,“弦理论”解决了无穷大问题。
7、光子是“开弦”的振动,震动特征是横向振动——指振动方向与传播方向垂直的波。
光子是电磁波的最小单元,因此电磁波只有“横波”
——在电磁波传播的时候,电场和磁场的方向都与电磁波的传播方向垂直。
“开弦”沿传播方向振动的波既为“纵波”,纵波不会改变开弦意大利干面条的形态,因此无法从外部区分其振动与不振动的状态,可以说弦的纵波轨迹与不振动是一样的。
纵波比横波传播速度快,空气中传播的声波就是“纵波”
8、“闭弦”传递引力
某条弦释放出“闭弦”,其他弦将“闭弦”吸收,该现象内发生了引力的传递——释放弦与吸收弦之间产生了与两条弦质量乘积成正比的引力。
(电子释放光子,其他电子将光子吸收后,两个电子间传递了电磁的库伦力)
可以在“开弦”之间,交换“闭弦”传递引力
在“闭弦”之间,交换“闭弦”传递引力
9、引力理论与量子力学相结合,预言了引力波的粒子——引力子
10、17种基本标准模型大致分为:组成物质的“费米子”,传递物质间作用力的“玻色子
11、电子、中微子和夸克等基本粒子属于“费米子”
12、传递电磁力、强力和弱力的光子、胶子、W粒子和Z粒子、希格斯粒子、未被发现的引力子属于“玻色子”
13、弦理论和超弦理论的区别
弦理论证实玻色子粒子是弦,但并没有把费米子包含进去
超弦理论不仅以弦的震动解释了玻色子,还解释了费米子。
14、什么是超空间?
普通空间的坐标使用普通的数字,超空间的坐标并不是“普通的数字”
15、格拉斯曼数
相同数字相乘后出现结果为“0”的状况,这样的数字写作θ,θ* θ=0
超弦理论认为,超空间是一个格拉斯曼数也可以用作坐标的空间。
16、对于组成物质的费米子而言,一个粒子占据了某种状态之后,其他粒子就不能以相同的状态存在(因为物质是占有空间的)
17、相反玻色子允许任意数量的粒子共存于同一状态,这个性质使它能够传递力。
力的大小是由传递各种力的玻色子数量决定的。
18、超弦理论里格拉斯曼数,普通数字无法计算的费米子,在超弦理论加入了格拉斯曼数之后就解决了计算费米子的问题。
———有关格拉斯曼数和超空间这部分解释的不是很清楚
19、超弦理论的“超对称性”
普通对称性,旋转对称性,自然界的法则中都具有旋转对称性
超空间的坐标由普通的数和格拉斯曼数共同组成。
超对称性是普通的数和格拉斯曼数 θ坐标轴的旋转
11、超弦理论认为,弦在普通的坐标方向振动会形成玻色子,在格拉斯曼数的坐标方向振动会形成费米子。
———超对称性这里也讲的不是很清楚
12、超弦理论只在九维空间内适用
从限定维度这一点看,超弦理论是划时代的理论
力学的牛顿方程式、电磁力的麦克斯韦方程式、引力的爱因斯坦方程式,无论置于几维空间内都可以解开
13、为什么我们的空间是三维???麦克斯韦理论和爱因斯坦理论无法解决这个问题,因为它们适用于任何维度。
14、超弦理论从理论自身的自洽性或相容性确定空间维度——空间是九维的,加上时间就是十维
15、弦理论适用的空间为二十五维!
根据弦理论计算三维空间的物理量时,在求解概率的计算结果中,出现了负数和大于1的情况,这是没有意义的结果。
而将结果放置到更高的维度,发现在特殊维度上,概率的值满足0到1的范围
16、根据量子力学的不确定性原理,最低能量状态下重物的“量子涨落能量”不为0
17、弦的质量:弦也存在量子涨落,所以最低能量不为0。【最低能量】加上【弦的振动能量】就等于弦的整体能量,也就是弦的质量。
18、光子的最低能量必须为0,不同维度数会使能量的值千变万化。只有在二十五维的空间内,光子的质量才为0
“量子涨落能量”的大小和频率成正比。频率以节点的数量来表示(弦的多种震动方式与弦静止部分“节点”相关,节点可以存在无数个,弦的振动有无数种振动模式)随着节点数从1、2、3…不断增加,频率也随之增加,这种模式的最低能量也会从1、2、3…不断变大。
各个模式最低能量加在一起,可以得出弦整体最低能量与(1+2+3…)成正比。
光子在传播方向上没有振动。用字母D来表示空间的维度,那么弦振动方向的数量为维度数减去传播方向的数量,即为(D-1)。由于各个方向的最低能量都与(1+2+3+…)成正比,因此弦的所有振动方向上最低能量的总和为(D-1)*(1+2+3…)
数学家莱昂哈德.欧拉计算出了1+2+3…=-1/12,因而最终得到结果D=25
光子只有在空间为二十五维的时候质量才会为0
——但我对“量子涨落能量”以及弦振动最低能量随节点数变化的概念依旧不清晰,难以理解。
19、根据上面的公式,推出超弦理论所在的空间维度为9维,我也没有看懂
——超弦律论的弦除了在普通空间的D维方向上振动外,还在超空间的格拉斯曼数坐标方向上振动。光子质量必须包含该方向的量子摇摆效果,计算结果是(D-1)/12的三倍
这哪个初学者能看懂???????
20、第五章力的统一原理,非要把电磁场、电场等比作金融类的东西,看得我真的很难受,并不是谁都对金融感兴趣,所以这一章我真的没怎么看得进去,看过之后也完全不记得讲什么了
21、力的共通原理——“规范场论”
无论在基本粒子的标准模型还是超弦理论,规范场论都发挥着极为重要的作用。
引力和电磁力的作用方式存在共通点,即“规范场论”
22、只要存在电场,电子就会被吸引到电势高的方向。
只要存在磁场,电子就会骨碌碌地旋转。磁场所产生的力与电子的前进方向垂直,也与磁场自身的方向垂直。
23、当美国的利率比日本的利率高时,想要获得高息的存款人就会将资金转移到美国,从而影响到日元与美元的汇率。利率与汇率互相影响,且变化着。
这与磁场的变化产生电场,电场的变化产生磁场的“电磁感应”现象十分相似。
24、套汇机会有无与各国货币的单位无关——金融市场原理。即使改变各国的货币单位,也不会影响到资金流动是否能带来收益的现象。
对于电磁力而言,时空的各个点也存在着假想的“货币”,与该货币利率和汇率的套现机会相对应的是电场和磁场。
25、在量子力学的框架下理解电子与电磁场之间的关系,“电磁场的货币”就是电子波的相位。(电子具有“波”的性质,只要有波,就可以探讨一下波的“相位”)
“规范场论”,即使改变“某一东西”的测量方式,电磁力的方程式也不会发生改变。这里的“某一东西”就是将电子视为波时相位的值。
26、“具有对称性”即“即使改变观察方法,性质也不发生变化”的现象。
“规范对称性”,在规范场论中,因为改变标尺就相当于“改变观察方法”,也是对称性的一种。
电磁理论中圆的旋转,以及引力理论中改变空间和时间的测量方法,也都是规范对称性。
27、“杨-米尔斯理论”货币对称性的维度与传递力的玻色子的种类一致。
数学家外尔的规范场论解释了引力和电磁力,“杨-米尔斯理论”对规范场论进行了扩充,从而解释了强力与弱力。
——没有解释很清楚
28、第一次超弦理论革命,约翰施瓦茨在那个量子场论为主流物理学的时期依然坚持了对超弦理论的研究
29、超弦理论分为“I 型”和“II 型”两种,“I 型”的超弦理论是包含“开弦和闭弦”的理论,“II 型”超弦理论是只包含“闭弦”的理论。
只要存在“开弦”就必有“闭弦”,如果将“开弦”划圆似的旋转一周,就会与“闭弦”在垂直方向上跳动的效果是一样的,因此无论如何都有“闭弦”。只含“闭弦”的理论在没有“开弦”的条件下是都成立的。
30、宇称(Parity)的对称性
遵循某一法则出现的自然现象,即使如同映入镜面替换左右,看上去也都符合这一相同法则的时候,就可以说其具有宇称(Parity)的对称性。
——我对宇称的对称性的概念依旧模糊…
31、弱力破坏了宇称的对称性
当观察弱力的作用下原子核发出放射线的时候,发现映入镜面的射线朝不同的方向射去。
电子都具有自旋的性质,面向粒子的传播方向,它们自身的旋转方向分为“顺时针”和“逆时针”两种。弱力只作用于顺时针旋转的基本粒子。
顺时针旋转的基本粒子映入镜面时,看上去仿佛是逆时针旋转的。只有弱力作用于顺时针旋转的基本粒子,看上去就如同镜面中逆时针旋转的粒子受到了弱力。
——理解的也依旧很模糊
32、“II 型”超弦理论存在的问题
组建三维空间基本粒子模型,出现了顺时针旋转的基本粒子与逆时针旋转的基本粒子进行替换的对称性。具有对称性说明,外侧与镜中的基本粒子具有相同的性质。
这与弱力破坏宇称对称性的事实产生了矛盾。
33、“I 型”超弦理论“疾病”缠身
弦的量子摇摆给光子的质量计算带来了重大影响。量子摇摆的结果导致理论丧失协调性就叫做反常。反常导致光子具有质量,理论不合乎逻辑,这使概率出现负值或大于1。这就是理论生病了
即使空间是九维的,“I 型”超弦理论也会出现其他种类的反常。规范场论在“I 型”超弦理论上崩塌了。
34、标准模型的反常被抵消
基本粒子的标准模型也存在“生病”的可能。计算夸克的量子效果出现的破坏弱力规范对称性的异常 与 电子和中微子的量子效果异常 在标准模型中相互抵消了。
35、“I 型”超弦理论存在杨-米尔斯理论的高维度旋转对称性。只有在特殊维度时异常才会被抵消,“是三十二维的旋转对称性”。
36、理论物理学家认为“基本法则应该从理论的协调性来确立”,“I 型”超弦理论是三十二维的旋转对称性的理论正好迎合了他们的期待。
例如,基本粒子标准模型中,没有规定粒子质量和世代数等数值,只能被动接受的理论,所谓“理论上什么都有可能,而现实却是这样”,在理论上无法做出解释,这是不美的。
37、超弦理论与弦理论的“联姻”
面向弦的传播方向,顺时针传递的振动与逆时针传递的振动,即使发生碰撞也不会崩裂而是穿过彼此,因此可以认为它们的振动是互相独立的。
杂交弦理论认为,顺时针的波在“九维+格拉斯曼数”的超空间内振动,逆时针的波在二十五维的空间内振动。
——没怎么看懂
38、维度降低的现象叫做“紧化”。就是紧化额外的维度。
39、“卡拉比-丘成桐空间”是一个六维的空间。它渺小蜷曲。
卡拉比提出数学上存在满足某种条件的六维空间的猜想。后来威腾他们发现,利用那种六维空间对九维空间进行紧化后,就能解释我们所在三维空间的性质和其中的基本粒子模型。
40、“卡拉比-丘成桐空间”的欧拉数决定夸克的世代数。
“卡拉比-丘成桐空间”有很多种类,那么使用其中的哪种六维空间、三维空间内会出现怎样的基本粒子模型呢?
推导出夸克的“世代数”是由“卡拉比-丘成桐空间”的几何学性质决定的。
41、拓扑学
通过思考图形在连续变化下不变的性质,研究出将图形大致分类的办法。
咖啡杯和面包圈乍看之下二者是完全不同的形状,但它表面连续发生变化之后会发现咖啡杯变成了面包圈。而球面无论怎么努力只能变成没有把手的茶杯,无法实现“开洞”的操作。
从拓扑学的角度看,咖啡杯与面包圈的表面是同一类别的,球面属于其他的种类。
42、欧拉数
把球面和面包圈表面的差异用数字表示便是欧拉数。球面的欧拉数为2,面包圈欧拉数为0。
欧拉数的计算方法,球面和面包圈的表面可以用三角形的组合来表示,称为“三角剖分”,例如可以把四个三角形的组成的四面体揉成一个球面。
欧拉数是通过被三角剖分表面的“面”“边”和“顶点”数量计算的。
43、欧拉数绝对值为6的“卡拉比-丘成桐空间”紧化后才造成了我们夸克世代数为“3”的三维空间。
44、世代数为什么是3?
只要停留在目前的标准模型框架内,大概永远无法找到答案
问题进一步上升为,“为什么欧拉数的绝对值为6”
也可以说“为什么被选中的是欧拉数绝对值为6的‘卡拉比-丘成桐空间’?”
这个理论中,为什么这个状态被选中了?
45、5种九维的超弦理论实际上是一种理论的5种化身
超弦理论一共有以下5种:
· I 型超弦理论……包含“闭弦”和“开弦”
· II A型超弦理论……只包含“闭弦”,九维空间内不破坏宇称
· II B型超弦理论……只包含“闭弦”,九维空间内破坏宇称(但是,紧化成三维空间后,不破坏宇称)
·两种杂交弦理论……“闭弦”分别在左旋和右旋的空间内振动(具有三十二维旋转对称性与具有例外群对称性的两种)
超弦理论第二次革命重要的物理学家爱德华·威腾希望从五种理论中找出矛盾,以尝试用“反证法”锁定一个确认的理论
但他在此过程中发现了令人震惊的事实。五种超弦理论不仅不存在矛盾,而且它们是一个理论的五种化身。
例如水和冰都是同样的物质,但只要改变温度和压力就会出现气体、液体、固体。五种超弦理论也与之类似。
46、结合两种II型理论的“T对偶性”
“T对偶性”展示了九维空间内的IIA型理论和IIB型理论的关系。两者都是仅由“闭弦”构成的。在九维的层面上,IIA型与IIB型的区别在于是否破坏宇称。
该理论认为九维空间是由八维的平坦空间和圆组成的。因此可以用表示平坦纬度位置的8个数和表示圆上位置的角度数来表示九维空间的位置。
把圆的半径设定为R,将九维的IIA型理论紧化成半径为R的圆与将九维的IIB型理论紧化成半径为1/R的圆的情况完全相同。这就是“T对偶性”。
IIA型理论紧化成半径为R的圆之后,只要增大R的值,就会变回原来平坦的九维空间的IIA型理论。只要减小R的值,IIA型理论就会与紧化成半径为1/R的圆的IIB型理论相同,IIB型的圆半径1/R变大后,就是平坦的九维空间的IIB型理论。
47、十维的超引力理论
超引力理论,“具有超对称性的引力理论”
它为爱德华·威腾发现五种超弦理论之间存在与T对偶性相同关系带来了重要的启示。
·超对称性是指玻色子与费米子互换的对称性。
·在爱因斯坦的“一般”引力理论中,传递引力的基本粒子的引力子是玻色子。为了让其具有超对称性,必须添加与引力子对应的费米子。让引力理论扩展为具有超对称性的理论就是超引力理论。
·超弦理论规定空间的维度是九维,超引力理论可以为任意维度。
·在九维空间内,所有的超弦理论都包含合乎逻辑的超引力理论。
·空间维度小于五的超引力理论也大多可以由九维的超弦理论紧化而得到。
·十维的超引力理论与超弦理论无关
·具有超对称性的空间维度是有上限的。为了具有超对称性,玻色子的数量必须与费米子的数量相同。而随着空间维度的提高,这两种粒子的数量会变的不再匹配,因此最大的维度就是十维。
·在十维空间内只有超引力理论一个具有超对称性的理论。在具有超对称性的理论中,它是最大维度空间内唯一的理论。可以说十维的超引力理论是特殊的理论。
48、用爱因斯坦方程式解九维的超弦理论方程式,得到的解是一维的弦。求解十维空间的超引力理论方程式后得到的是二维的膜
二维的面=膜,十维空间内分布着它们,而不是点也不是弦。
保罗·汤普森认为在十维的空间内,膜是基本粒子的基本单元。
50、用二维的膜来构建理论是不容易的。
二维的膜在空间中的运动轨迹是三维的空间。三维空间的全貌要比二维复杂很多。单凭欧拉数无从知晓。
如果在三维空间内对拓扑进行分类的话,就可以揭开它的面纱。
51、将空间从十维紧化为九维,同时膜也从二维紧化成了一维。
也就是说二维的膜变成了一维的弦。
这样出现的弦与九维空间IIA型超弦理论的“闭弦”具有相同的性质。
米切尔·达夫认为十维空间的超引力理论是更本原的理论,这一发现证明了九维空间的超弦理论是由该理论紧化而成的。
52、耦合常数
作用于电子间的电磁力的强度是由电子的电荷决定的。
在物理学中,像电荷那样表示基本粒子间作用力强度的量叫做“耦合常数”
超弦理论也同样存在耦合常数。
53、“强度”改变维度,“耦合常数”改变维度!
超弦理论存在“耦合常数”
·用半径为R的圆对十维空间的超引力理论紧化后,变成九维空间的IIA型超弦理论,此时耦合常数是由十维空间的半径R决定的。
·只要耦合常数变小,理论就变简单,也许一根弦就不会出现分裂合并的现象,而是·仍然维持原来的状态。
·相反,如果耦合常数变大,跳跃的弦会突然与其他的弦合并,然后又分裂成若干条,将会描绘出十分复杂的费曼图。几乎不可能理解这样的理论。
·爱德华·威腾通过计算,只要超弦理论的耦合常数变大,对应的紧化十维的超引力理论的圆半径R也会随之变大。
·半径变大,就会变回紧化以前的十维的超引力理论。
耦合常数越大,计算困难的九维的超弦理论在极限的情况下变成了十维的超引力理论,它是极其简单又美的理论。
54、IIA型超弦理论与十维的超引力理论之间也存在对偶性
·超弦理论也是十维或十一维的理论,这里的十或者十一是包含了时间的“时空”的维度数。
·随着耦合常数变大,“十维时空(=九维空间)的IIA型超弦理论”将会变成“十一维时空(十维空间)的超引力理论”。
·只要表示强度的耦合常数变大,就会出现之前不存在的另一个维度。通过高维度发现,本应无比复杂的超弦理论变成了简单的超引力理论。
55、“对偶网”
爱德华·威腾用同样的观察方法,即将十维空间的超引力理论紧化成九维空间,对五种超弦理论全做了尝试
结果证明它们与十维的超引力理论在各种极限的情况下联系在一起。
“对偶网”五种超弦理论与超引力理论就去如同蜘蛛网一样互相结合。
·对偶网将本以为各自独立的五种超弦理论联系起来
·只要耦合常数变大,对偶性就可以将复杂的理论转变为简单的理论
·构建对偶网必须包含十维的超引力理论。
56、“M理论”即用“对偶网”将五种超弦理论与十维的超引力理论互相结合起来的理论。
为了赞扬英国研究者们的先驱性工作,M代表Membrane(膜)
58、在狭义相对论中,时间和空间不是绝对的,会根据观测者的相对速度发生伸缩。
广义相对论说明了时间和空间的伸缩是引力的起源。
59、空间到底是什么?
单凭改变耦合常数的大小,就可以实现从九维变成十维或从十维变成九维的转换,所以很难认为空间维度是不变的。空间也不是预先就存在的,应该有更加基础的东西,空间只是通过它呈现出来的。
就像热力学研究热和温度,最后却用分子的运动解释了气体的热和温度。温度不是根本的概念,它是通过分子运动这一更基本的东西导出来的次级概念。
60、21世纪的宇宙数学就是超弦理论。
现有的数学知识不一定能理解所有关于基本粒子论和超弦理论的新发展,因此,我们必须在研究的过程中开发出新的数学。
61、两根曲线在三维度的空间内是可以缠绕在一起的。如果空间是四维的,两条曲线就会分开。
但是在四维空间里,一维的曲线可以与二维的膜缠绕在一起。
62、在十维空间内两个相互运动的物体满足维度总和为9维就能缠绕到一起。
任何维度世界均为如此。
63、出现在十维空间内的五维物体
在十维空间内,求解十维空间的超引力理论方程式后发现二维的膜是方程式的解。此外,还发现了另外一个重要的解,它是呈五维的。
二维的膜运动轨迹是三维的,五维的物体运动轨迹是六维的。三加六等于九维,因此它们可以缠绕到一起。
———其实我觉得书中是需要更多的图来描绘九维空间的超弦理论和十维空间的超引力理论的,以及那些弦和膜,那样会更好理解,不然只是靠读者自己想象去理解是有难度的,比如书中P226,“十维空间的膜被紧化圆缠绕”“膜并没有直接缠绕圆的道理。”????
64、膜并没有必须缠绕圆的“道理”。
十维空间的膜被紧化圆缠绕后
——这是什么意思啊???
就变成了九维空间内唯一的弦,也是超弦理论中原来的弦,但是,膜没有必须缠绕圆的“道理”。如果不缠绕圆,膜就会在九维的方向上仍然呈现二维的状态。
IIA型超弦理论中也存在二维的膜
65、十维空间内存在五维的物体,如果它与圆缠绕的话就会在九维空间内变成四维物体。
但是这里也没有必要和圆缠绕,那么它在九维空间内也仍以五维的状态存在。
——这里我其实也没有特别弄明白
66、超弦理论的“主角”不再只有弦
物质的基本单元出现了一维的弦、二维的面和三维的立体等等。
弦只不过是作为物质基本单元的各种维度物体中的一员。
67、p-brane
“membrane”的意思是膜,这里采用单词的第二个音节“brane”
零维的点称为“0-brane”、一维的弦为“1-brane”、二维的膜为“2-brane”、三维的立体为“3-brane”
p维的物体叫“p-brane”
必须同等研究所有的p-brane
68、开弦的性质,其端点的运动可能与其自身的运动方式不同
69、开弦缠着D膜
膜在九维空间内的运动轨迹是三维的,约瑟夫·培钦斯基认为,开弦的端点在这个三维的轨迹上运动。
·在IIA型超弦理论中本来只有闭弦,二维膜的存在,闭合的弦被膜切开后变成了开弦,开弦的端点直接贴在了膜的轨迹上。如此出现的“开弦”,它的端点只在膜的轨迹上运动。
·弦的端点并不是只能存在于二维膜的上面,开弦的端点可以存在于各种p-brane的轨迹上。
· 约瑟夫·培钦斯基将这种开弦端点贴附的brane命名为“D膜”
·也许利用贴在D膜上的开弦,可以解释膜的各种性质,即p-brane
70、D膜实现了保罗·汤森德梦寐以求的“p-brane民主主义”,进行膜的相关计算还是需要弦!
弦又成为了主角,第二次超弦理论革命弦被拽下了主角的座椅,D膜的发现又让它以“开弦”的形式重返舞台。
71、黑洞蒸发理论
黑洞具有黑体辐射,发生着蒸发的现象。本应黑的天体具有“温度”
72、被预测为“黑洞的分子”的有力候选正是培钦斯基提出的贴在D膜上的开弦。
·求解三维空间的爱因斯坦方程式得到史瓦兹旭尔得的黑洞解,质量集中于1个“点”,出现了包围它的视界
·求解九维空间相同的方程式后,也发现了质量分布于二维和三维等方向的黑洞解,以及包围它们的视界
·p-brane就是黑洞位于p维度方向上的物体,具有温度和视界。
73、使用贴在D膜上的开弦,成功解释霍金计算得出预测的黑洞温度的起源
开弦是“黑洞的分子”
74、通过约瑟夫·培钦斯基的D膜发现开弦是“黑洞的分子”,开弦的端点不在视界的内部,而是贴在它的表面。
·黑洞是II型超弦理论的p-brane分布在p维度方向上的物体。而II型超弦理论只包含“闭弦”。当弦横切于视界的时候,我们看到的只是视界外侧的一部分。这样就和端点贴在D膜上的情况一样了,看起来像端点贴在视界上的“开弦”。
75、黑洞的分子不在黑洞的内部,而在它的表面。
·贴在视界上的开弦可以解释黑洞的性质。
·引力子源于闭弦的振动,开弦不包含引力子,也就是说,贴于视界上的分子世界中没有引力。
76、视界如同电影银幕,通过银幕上的信息就可以解释黑洞内部的一切
77、引力的全息原理
例如三维空间的引力现象,可以看作是二维世界的现象。二维世界的现象不包含引力。
三维立体图像可以由记录在二维平面上的干涉条纹再现
78、黑洞温度计算方法:
·通过霍金使用的引力理论计算出来
·根据斯特罗明格和瓦法提出的“视界”上不包含引力的理论计算出来
前者包含引力,后者不包含引力。两者的维度是完全不同的。
79、马尔达塞纳对偶
霍金的计算与斯特罗明格和瓦法的计算得到了相同的答案,研究它们计算之间的关系,从而发现了马尔达塞纳对偶。
80、马尔达塞纳认为,九维空间的超弦理论与三维空间的量子理论是等同的。
·“等同”是指在解释物理现象的时候无论使用哪个理论进行计算都会得到相同的答案。
81、“空间”不是基础的东西,它是一种次级概念
82、弦的运动产生了新的空间
增大九维空间的IIA型超弦理论的耦合常数,变成十维空间的超引力理论的过程中,可以认为新增加的一个维度是由九维空间弦的运动而表现出来的。
如同分子的运动表现出温度一样,弦的运动产生了新的空间。
83、夸克-胶子等离子体
使用粒子加速器进行“重离子对撞实验”释放了质子和中子中的夸克,产生了等离子态。
·这个等离子体再现了宇宙初期的物质状态。
·夸克-胶子等离子体基本上没有流体的黏性。是所谓的“理想流体”。
·夸克之间存在非常强的作用力,变成等离子态和失去黏性其实都是意外。它的黏性比目前在地球上发现的任何物质都低。
84、“引力波”可以帮助我们看到宇宙诞生的瞬间
·宇宙初期充满了电子从原子核分离后的等离子体时代。电磁波和光无法径直通过。
·随着宇宙膨胀、温度降低,电子与原子核组成了中性的原子,于是宇宙开始变得透明,光可以直接通过,此时宇宙已经经过了38万年。此时宇宙的信息可以通过电磁波和光观测。
·直接观测38万年前宇宙的方法,使用的是“引力波”
·宇宙开始之后的“原初引力波”
85、引力波观测站具有若干千米的长度
说明 · · · · · ·
表示其中内容是对原文的摘抄