第1409节
黄昆这才意识到自己似乎做出了下意识的反应,于是连忙有些尴尬的轻咳了一声: “哦哦,没啥没啥,只是想岔了,老杨你继续,继续。” 杨振宁有些古怪的看了眼黄昆,心说这位老同学该不会是上船前被驴给踢过吧…… 随后他很快也深吸一口气,将注意力和话题同时拉回了原处: “老黄,我说的这个方法对你……不,可能对于国内来说,都属于一个比较陌生的领域。” “实际上如果不是老赵他们的这篇论文给我带来了一些启发,我自己可能也想不到这方面。” 给黄昆打了个预防针后。 杨振宁顿了顿,继续说道: “老黄,你对ads时空了解多少?” “ads时空?” 黄昆眉头微微一掀,很快答道: “老杨,莫非你说的是anti-de sitter……也就是反德西特时空?” 杨振宁轻轻点了点头。 早先提及过。 目前对引力描述最完美的理论便是广义相对论,这个框架叫做“论”,但实际上它的理论核心是一个方程组。 也就是……爱因斯坦引力场方程。 这是一组高度复杂的非线性偏微分方程组,要求解的未知函数既包括度规分量gμν,也包括能量动量张量的分量tμν。 众所周知。 平直闽氏时空度规是:ηαβ=(-1,1,1,1)以及号差±2。 所以引力场的空间几何对角线元是:ds2=-(1+2Φ)dt2+(1-2Φ)(dx2+dy2+dz2) 而引力场静态引力势为:h00=-2Φ,牛顿引力场势为:▽2Φ=-4πgp 在近拟弱场下可以静态归一化,两式相比较,就得到:h00=-4Φ 代用牛顿引力势,轻松得到:▽2h00=-16πp;(g=1) 在等号左侧加上一个表示空间波动的四维算符达朗贝尔□:□h00=-16πp 设想场的变化只因场源的波动,可有关系: □=▽2+0(v2▽2) 又因为应力能量张量是t00=p,□h00=-16πt这就是“线性爱因斯坦场方程”。 从这个表达式不难看出,这个方程中对hαβ是线性处理的,就好像一个立体的东西压扁了给你看一样。 那么自然,质点系的引力场方程为:h00Φ=-8πt 引入爱因斯坦张量表示在弯曲时空中的静态场量即是: gαβ=-8πtαβ。 同时假设时空物质随着时空面的曲率而分布,就像袋子里的东西分布在袋子里一样,无指标简化表示即为: g+Λ=±kt此即爱因斯坦场方程的基本形式。 Λ是宇宙学常数,爱因斯坦认为自己做错的项目,所以现在先把它看成0即可。 根据场量显然系数k=8π,左边的是黎曼曲率rαβ,而据比安基恒等式可以完成移项,所以就是:rac-12rgac=8πgtαβ 若是在电磁场中,根据麦克斯韦方程,空间内真空光速平方系真空电容率与真空磁导率之乘积,即: 。。c2=μ。e。 因此。。rac-12rgac=8πgμ。e。tαβ,又因为tαβ是二阶张量场切使用几何单位制c≡1,统一量纲,于是得到: rac-12rgac=8πgc4tαβ 此即……电磁作用下的爱因斯坦场方程。(之前有读者一直好奇场方程怎么来的,有机会就写了一下,全程靠记忆打出来的,应该没错,我这大概是起点第一个把场方程详细推导过程写出来的书?大概……) 哪怕是截止到后世的2023年。 爱因斯坦场方程依旧没有解析解,只有一些特解。 其中最著名的特解显然就是史瓦西解,也就是史瓦西度规——早先提及过,度规就是解的一种说法。 而在这少数特解中,有一个解最为特殊。 它便是…… ads,也就是反德西特度规。 它是爱因斯坦场方程在宇宙常数为负时的最大对称真空解,通常也被称为“点内空间”。 这个特解出现的时间很早,毕竟威廉·德西特是最早几位和爱因斯坦共同研究时空结构的学者,反德西特度规和德西特度规都是用他名字命名的。 但是…… 这个特解虽然存世的时间很长,但一直以来都没有多少物理方面的研究价值。 不过如今看来,似乎杨振宁在这方面发现了什么? 随后杨振宁沉吟了一会儿,继续说道: “老黄,你应该知道,在反德西特时空中,时空不是渐近下趋向平坦的。” “也就是说,在距离中心天体较远处,时空依然有曲率存在,而并非一般的平直空间。” “所以我在想,如果我们能以ads为理论基础,整合出一个能够描述引力子的模型,然后再去寻找它在宇宙中的迹象……” “这样一来,有没有可能不需要达到普朗克能级,就能够发现引力子的存在呢?” 黄昆闻言一怔。 不过很快,他便消化起了杨振宁的想法。 ads是一个数学上没有问题的场方程特解,和民科或者那些没有根据的猜想完全不是一个性质——很多人提及时空,都会下意识以为是科幻小说的概念。 但实际上这些科幻概念之所以会出现,有相当多都是因为已经有了物理或者数学上的模型。 当初的曲率引擎是阿库别瑞度规这事儿已经提过好几遍了,这里另外举个例子。 1916年的时候。 奥地利物理学家路德维希·弗拉姆提出了虫洞的概念。 1935年。 爱因斯坦和纳森.罗森对虫洞理论进行了完善,他们对称了虫洞的度规,引入径向分量grr和该虫洞喉咙的径向坐标r0,做出了一个数学模型,叫做爱因斯坦罗森桥。 这玩意儿就是后世几乎所有科幻小说里飞船会穿越的虫洞——这玩意儿真是个数学模型…… 这还没完呢。 按照原本历史发展。 眼下这个时期再过一年,罗伯特·富勒和约翰·惠勒就会发表论文证明: 如果虫洞连接同一个宇宙的两个地方,那么这类虫洞是不稳定的。 没错,是证明,而不是猜想。 所以时空这玩意儿在物理界也好,数学界也罢,并不是一个很玄乎的概念——真正玄乎的不是【时空】,而是【文明】。 爱因斯坦罗森桥如此,此时的杨振宁同样如此。 杨振宁用非常正式……或者说严肃的态度引入了ads理论,这个理论由于场方程的限制保持着对称性,也就是维持理论的基本框架。 但与此同时。 他又摒除了广义相对论中不支持引力子存在的“场”概念,转而在元强子……也就是标准粒子模型中寻找一个合适的支点作为伙伴。 再然后以这个全新的组合理论,来寻找可能存在的引力子。 换而言之。 这应该是一个专门为引力子而适配的模型。 想到这里。 黄昆不由看向了杨振宁,问道: “老杨,除了ads之外,你搭配的另一个支点理论是什么?” 杨振宁这次却没有直接回答他,而是望向了一直没怎么出声的李政道: “你的看法呢?” 李政道抬起眼皮,意味深长的看了杨振宁一眼。 杨振宁的这句话可不是在暗指李政道只听不说,更不是想让李政道出丑,而是想给李政道一个展现自己能力的机会。 毕竟黄昆如今可是华夏的学部委员,他此行除了迎接杨振宁等人之外,更兼具了初步观察几人的职责。 或许他本人由于专业问题没法实时听懂一些理论,但只要回去把这些消息一复述,国内自然会有听得懂的人来做出判断。 “……” 随后李政道沉默了几秒钟,缓缓说出了自己的答案: “我认为……可以用量子系统方程作为切入,因为它可以在某些情景下不引入引力的概念。” 众所周知。 量子力学一共有四大关键方程: 薛定谔方程、海森堡方程、狄拉克方程和密度矩阵方程。 不过李政道所说的量子系统方程并不是以上任意之一,而是一个涉及到了纯态的方程。 量子系统一般都用态矢量来表示,即本正交态的系统性质。 随后李政道写下了一个有些复杂不便展示的表达式,将它与杨振宁此前的ads度规靠到了一起。 杨振宁则全程没有表达反驳,也就是说李政道的思路和他是一致的。 黄昆则将两张纸挪到了面前,开始做起了组合。