簡(jiǎn)述時(shí)空曲率的變遷和引力量子的能量

摘 要 文章介紹了里德伯光波數(shù)公式，引入了時(shí)空曲率數(shù)的變遷和時(shí)空曲率量的變遷的概念，闡釋了一次齊次引力波動(dòng)方程和規(guī)范引力場(chǎng)方程。引入了引力相互作用項(xiàng)2725013.png，求得了時(shí)空曲率能變遷的公式2725020.png，論述了引力量子能量2725029.png和時(shí)空曲率能的關(guān)系。并提出了檢驗(yàn)的曲率能的途徑。

關(guān)鍵詞 時(shí)空曲率變遷;規(guī)范引力場(chǎng)方程;引力相互作用項(xiàng);曲率能;引力量子能量

Abstract The Rydberg light wave number formula is introduced.The concepts of the change of space-time curvature number and the change of space-time curvature quantity are introduced.The linear homogeneous gravitational fluctuating equation and the gauge gravitational field equation are explained. The gravitational interaction term 2734722.png is introduced.The formula 2734713.png of curvature energy change is obtained，and the relationship between gravitational quantum energy 2734703.png and space-time curvature energy is discussed.The way to test the curvature energy is put forward.

Key words The change of curvature in space-time; The gravitational interaction term is introduced; The gauge gravitational field equation; Space-time curvature energy; Energy of gravitational quantum

引言

1915年，德國(guó)物理學(xué)家A·愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對(duì)力學(xué)，開創(chuàng)了物理學(xué)的一個(gè)新時(shí)代。在本質(zhì)上，廣義相對(duì)力學(xué)是一種引力理論。廣義相對(duì)力學(xué)認(rèn)為，物質(zhì)彎曲了時(shí)空。反映時(shí)空彎曲程度的是曲率。引力是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)。在這里，沒有引力傳播者——引力量子的地位。但粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)理論認(rèn)為，引力量子是存在的。

該文將量子理論引入廣義相對(duì)力學(xué)，將時(shí)空曲率量子化，即將愛因斯坦廣義相對(duì)力學(xué)中的時(shí)空量子化，求得了引力量子的能量和量子化的時(shí)空曲率的關(guān)系。

1 關(guān)于時(shí)空曲率數(shù)與其變遷

這里所謂的引力量子簡(jiǎn)稱引力子，它是由原初粒子——元子的4種狀態(tài)粒子2726500.png、2726509.png、2726516.png、2726523.png所構(gòu)成，此也即為引力量子的4種組分2726537.png。正是這種引力量子或引力子，產(chǎn)生了物質(zhì)之間的引力相互作用2726545.png。

5 關(guān)于曲率能的檢驗(yàn)

一般天體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生引力波是非常微弱的。而大質(zhì)量天體的加速、碰撞和合并等事件則可形成強(qiáng)大的引力波。研究得出，引力波隨距離迅速地減小。正是由于引力波具有以上的特性，在較遠(yuǎn)處進(jìn)行探測(cè)時(shí)，其引力波已極其的微弱。這也正是引力波很難探測(cè)到的原因所在。2015年9月14日，美國(guó)物理學(xué)家R·韋斯等率先利用激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO），在距離地球13億光年之外的遙遠(yuǎn)星系中，探測(cè)到兩顆初始質(zhì)量分別為29顆太陽質(zhì)量和36顆太陽質(zhì)量的黑洞，在合并成一顆高速旋轉(zhuǎn)的62倍太陽質(zhì)量的黑洞的最后階段的情景。其剩下的3倍太陽的質(zhì)量，以強(qiáng)大引力波的形式，將巨大能量的釋放到宇宙空間。其輻射引力波峰值的功率，比整個(gè)可觀測(cè)宇宙的光度還高10倍以上[6]。以上兩顆黑洞合并產(chǎn)生的引力波雖然經(jīng)過漫長(zhǎng)的旅行，傳播到地球時(shí)已變得非常微弱，但仍被美國(guó)的引力波探測(cè)器探測(cè)到。這是當(dāng)代科技巨大進(jìn)步的充分表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明，這也是引力輻射導(dǎo)致質(zhì)量減少、引起曲率能變化的有力見證。

據(jù)上，曲率能盡管極其的微弱，但仍是可以進(jìn)行檢驗(yàn)的。從式（8）亦可看出，如果對(duì)同一的天體事件進(jìn)行探測(cè)，得到了不同的曲率能，即不同的時(shí)空曲率之間發(fā)生了變遷，那就證明，曲率能是客觀存在的。同時(shí)，大小不同的質(zhì)量，形成的曲率是不同的，產(chǎn)生的引力輻射能的大小也是不同的。例如，黑洞合并產(chǎn)生的引力輻射能比中子星合并的引力輻能要大，大質(zhì)量黑洞合并產(chǎn)生的引力輻射能比小質(zhì)量黑洞合并的引力輻射能也要大。如果觀測(cè)證實(shí)了這個(gè)結(jié)果，也就證明，曲率能確實(shí)是客觀存在的。也就是說，曲率能的真實(shí)性問題是完全可以檢驗(yàn)的。

6 結(jié)束語

從上可見，時(shí)空曲率2726562.png是量子化的，時(shí)空曲率能2726574.png是量子化的，引力量子的能量是一種時(shí)空曲率能，與之對(duì)應(yīng)，引力場(chǎng)的場(chǎng)量子——引力量子的能量2726585.png也是量子化的。因此，引力也應(yīng)是量子化的。

從上亦可見，引力波是可以探測(cè)的，引力波的變化也應(yīng)當(dāng)是可以檢驗(yàn)的。因此，時(shí)空曲率能是可以探測(cè)的，引力量子即引力子也是可以發(fā)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)

[1] A·愛因斯坦著，易洪波，李智謀.相對(duì)論[M].南京：江蘇人民出版社，2011：70.

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[6] 百度文庫.首次直接探測(cè)到引力波[EB/OL].http：//www.qikan.com.cn，2018-03-20.

作者簡(jiǎn)介

朱臨（1947-），男，大學(xué)?？?，政工師，浙江省鐵道學(xué)會(huì)綜合技術(shù)專業(yè)委員會(huì)副主任，主要從事粒子物理、熱力學(xué)和宇宙學(xué)等的研究。