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1、量子論與廣義相對論的統(tǒng)一,,天津理工大學(xué),,,二十世紀物理學(xué)界三大奇葩：,,普朗克,,愛因斯坦,,洛倫茲,,,理論界大師,,LOGO,Block Diagram,,普朗克,費曼,愛因斯坦,霍金,2006年6月19日電世界科學(xué)大師斯蒂芬霍金教授在北京說，愛因斯坦的廣義相對論無法預(yù)言宇宙如何由大爆炸而形成，如果把廣義相對論和量子論相結(jié)合，就有可能預(yù)言宇宙是如何起始的，“這是回答我們?yōu)楹卧诖?，我們從何而來的宇宙學(xué)的核心問題?！?,,科學(xué)困惑,廣義相對論在大尺度空間、量子理論在微觀世界中各自取得了輝煌的成功。 基本粒子遵循量子論的法則，而宇宙學(xué)遵循廣義相對論的法則，很難想象它們之間會出現(xiàn)大的分歧。很多
2、科學(xué)家希望能將這兩者結(jié)合起來，開創(chuàng)一門將從宏觀到微觀的所有物理學(xué)法則統(tǒng)一在一起的新理論。,,,Contents,,Tianjin university of technology LOGO,Diagram,,,理論發(fā)展歷史,,LOGO,引力場方程組與量子電動力學(xué)(QED)方程組相似，這是廣義相對論的QED化 Ashtekar等研究了引力的環(huán)空間(loopspace)和環(huán)量子引力理論 Smolin結(jié)合廣義相對論的2個關(guān)鍵原理(背景無關(guān)性原理和微分同胚不變性)，討論了量子化時空環(huán)量子引力理論長度為10-33cm，這與超弦的大小相同，體積1099cm3，時間1043s 時空離散譜類似離散量子能級，結(jié)
3、點和線形成時空，稱自旋網(wǎng)絡(luò)(spin network)，物質(zhì)存在于自旋網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點處，引入時間維數(shù)就得到“自旋泡沫”Smolin認為量子引力被簡化為圈相交、相聚、相連，即打結(jié)(knot)、連接(link)和紐結(jié)(kink)的理論，這是Planck尺度上幾何的量子化描述數(shù)學(xué)上這是紐結(jié)理論 RGambini，JPullin等用環(huán)量子引力理論計算，預(yù)言不同能量的光子傳播速度會有微小不同那么，對中微子也應(yīng)該得到相同的結(jié)果,,,LOGO,廣義相對論和量子的統(tǒng)一理論,結(jié)合推得粒子等價于波動并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價原理推廣為非慣性系，它們彼此等價,宏觀引力場、電磁場方程同時給出場和場源;無源時就
4、類似量子力學(xué)方程,場方程對應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運動方程對應(yīng)費米子方程，在量子力學(xué)中費米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,場方程對應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運動方程對應(yīng)費米子方程，在量子力學(xué)中費米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,宏觀引力場、電磁場方程同時給出場和場源;無源時就類似量子力學(xué)方程,場方程對應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運動方程對應(yīng)費米子方程，在量子力學(xué)中費米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,結(jié)合推得粒子等價于波動并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價原理推廣為非慣性系，它們彼此等價,宏觀引力場、電磁場方程同時給出場和場源;無源時就類似量子力學(xué)方程,場方程對應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運動方程對應(yīng)
5、費米子方程，在量子力學(xué)中費米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,結(jié)合推得粒子等價于波動并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價原理推廣為非慣性系，它們彼此等價,宏觀引力場、電磁場方程同時給出場和場源;無源時就類似量子力學(xué)方程,場方程對應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運動方程對應(yīng)費米子方程，在量子力學(xué)中費米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,,,,數(shù)學(xué)推導(dǎo),,,,廣義相對論和量子理論統(tǒng)一，一方面可以類比于廣義相對論，使其量子化;另一方面可以推廣量子力學(xué)，使其幾何化,結(jié)合規(guī)范理論這些發(fā)展方法又可以結(jié)合超對稱、超弦和4種相互作用統(tǒng)一的群GL(6，C)，及引力已結(jié)合量子的Ashtekar環(huán)理論，并且這些還可以彼此結(jié)合,,,,討論,標準模型,,相對論和量子論告訴我們，原始的宇宙誕生于虛無縹緲之中。在最初的1043秒之內(nèi)，宇宙處于一片混亂的“混沌”狀態(tài)，分不清上和下、左和右、先和后，甚至分不清時間和空間。宇宙就像一鍋沸騰的稀粥，充滿了時空泡沫。在膨脹過程中，時空泡沫逐漸演化成大量的“宇宙泡”，宇宙泡之間往往有隧道相連，而且隧道可能不止一條。也有的隧道并不通向另外的宇宙泡，而只連通本泡的兩個部分，有點像泡的“手柄”。連接不同或相同宇宙泡的這些時空隧道，被科學(xué)家稱為“蟲洞”。,題外話,,,universe,,Thank You !,,
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