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量子动态宇宙:空时与引力的关系

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:在广义相对论中,正如前面提到的,这种组合度量可写成式中,ημν为平坦Minkowski空时的度规,hμν为引力扰动张量。也就是说,广义相对论描述的是平坦Minkowski空时与引力扰动作为不同成员的一个二元世界。

量子动态宇宙:空时与引力的关系

量子动态宇宙理论认为,空时与物质是截然不同的两种概念,物质世界存在于空时之中。物质在空时中的存在,有如空时中存在着的客体,目前研究条件下得到的结论是,物质并不与空时直接发生相互干涉。物质决定的是空时中的引力,而引力与空时是具有不同性状的不同概念。引力场并不是如广义相对论描述的那样,会影响所谓空时的度量,而是只能与空时度量相互合成(引力对这种合成结果可以有影响),从而形成一种度量——组合度量。这种合成,无论在广义相对论中和我们即将构建的双变量度量空时与引力统一理论中,引力扰动都并没有影响到空时自身。在广义相对论中,正如前面提到的,这种组合度量可写成

式中,ημν为平坦Minkowski空时的度规,hμν(x)为引力扰动张量。也就是说,广义相对论描述的是平坦Minkowski空时与引力扰动作为不同成员的一个二元世界。不过,在这一世界里,空时的度规ημν是平坦不变的,引力扰动的存在,并非是改变了度规ημν,而是通过与其叠加对这个二元世界的度规(5.1)有所改变。

第3章中,我们相对独立地描述了由自旋网表述的4维空时的形成及其可变度量,并将这种度量可变的4维一般空时记为M。与广义相对论不同,这里空时M的度量由(3.15)式的ημν(υ)给出。式中的υ代表自旋网的顶角。当考查的尺度增大后,空间自旋网的顶角υ可用空时坐标化后的空时坐标x标定。从而对于4维空时M,在大尺度条件下,将有可变度量ημν(x)存在。

我们知道,M的度量ημν(x)与平坦Minkowski空时M'的度规ημν不同。对于ημν(x)相对ημν的偏离,这里用如下星乘积表达:

式中,对重复指标不求和,εμν(x)为空时度量跃迁演变参量,它将由空间的定域激发及其延时间的跃迁决定(其存在与坐标系无关)。记号※表达了M的度量ημν(x)对M'度规ημν的偏离方式。εμν(x)的出现表明,空间延时间跃迁将产生体积涨落所引起的空时度量起伏。它是携带了空间时间二者形成4维空时的原初节律的密码,进入到了空时度量的描述之中。在一般情况下,我们可把星乘积取为(www.xing528.com)

即,把星乘积εμν(x)※ημν代数积εμν(x)ημν代表。若

则一般空时M将退化为Minkowski空时M'。空时M与空时M'相比,它可以是后者经弯曲所致,也不排除一定条件下是后者经局部共形变换而得的共形拓扑平坦空时。

对于引力而言,它也具有独立的离散引力扰动(4.4),坐标化后,(4.4)式将变为

在如上描述中,与相对论不同,空时M自身在不存在引力的情况下是可以弯曲的。从而,引力与空时各自具有描述其行为的独立变量,它们分别是引力扰动hμν(x)与空时度量演变参量εμν(x),后者也可说成是ημν(x)。

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