……现在让我们试着想象一下(数据取自文章):一组四个儿童弹珠,仍处于三维表示空间中,构成一个四面体(一个具有高度可定向性的物体),并沿着“测地线径向”落入一个球形的喉部球体中。

它们将“反弹”出喉部球体(依据我们所选表示空间的意象。事实上,测地线在三维超曲面中是连续的)。
我记得,在我年轻的时候,楼梯扶手的末端经常装有镀铬球。如果你住在有这类设施的地方,你可以亲自尝试,向它投掷小钢珠。
反弹后,这四个弹珠将形成一个倒置的四面体:

让我们增大四面体的尺寸,以便更清晰地看到这种倒置。在初始构型中,它呈现如下:

我们正在“定向”其面。例如,我们给路径 ADB 指定一个方向等等,以便将其“运动”与螺丝钉(箭头指向外部)的运动进行比较。四个面因此被定向。现在让我们将这个四面体与那些从喉部球体“反弹”回来的弹珠所形成的四面体进行比较:

面的定向已被倒置。如果我的绘图更精确,这两个物体将位于镜子的两侧,一个是另一个的对映体。
对于史瓦西解也是如此:物体“在另一侧”重现,如果我们能“透视”它们,它们将呈现对映体形态。但我们无法“透视”它们。为了让我们“看到”光子,光子必须能够在“时空两侧”的两个“相邻”区域之间建立通信,因此它们是 P-对称的。
顺便提一下,“非径向”轨迹的情况如何?测地线的计算给出了在史瓦西球面上“反弹”的平面轨迹。见下图。

上文简要提及的变量时间问题依然存在。正如我所说,我们完全有权选择任何我们喜欢的变量。这种选择完全是任意的,因为对象——时空超曲面——是一个“不变坐标”,它独立于用于标记上述点(即“事件点”,时空对象、四维超曲面上的点)的坐标选择而存在。
那么,如果一切都是任意的,时间是什么?空间又是什么?
有一个时间是我们无法触碰的,它是超曲面唯一的内在标量:即它的固有时。它的固有时是时空超空间中的“长度”。假设物体可以沿测地线(四维)运动。我们在测地线上取一对点 (A, B)。分隔这两点的长度 Ds,除以常数 c(即远离喉部球体区域的光速),以及其固有时的周期,即为分隔这两个“事件”的固有时流逝 Dt,无论选择何种时空坐标,结果皆然。
Ds 是唯一具有内在物理意义的量。
想象你沿着测地线(大圆)在地球表面从 A 点移动到 B 点。如果你说:
- 我从经度 jA 和纬度 qA 的点移动到了经度 jB 和纬度 qB 的点
量 (jB - jA) 和 (qB - qA) 意味着什么?它们将取决于你选择的极点以及你选择的标记点。然而,如果你说:
- 我旅行了 2,347 公里。
无论你选择何种标记坐标系,这个测量值都是有意义的。
我们在球体部分看到,我们可以使用显示出单个或多个奇点的坐标。极点是一个经度不再被定义的地方。我们还看到,通过简单的坐标变换,我们可以使“曲面上不理想的区域(或 r<Rs)”消失,在那里我们会发现一个纯虚的长度元素 Ds。事实上,正是因为在其初始表述中,史瓦西度规引入了一个纯虚的长度元素(固有时),我们才假设自己“偏离了超曲面”。不存在绝对的坐标系。但我们可以决定选择一个空间坐标,至少使奇点消失,这正是我们所做的。也不存在“绝对宇宙时间”。我与 Midy 在我们最新的论文中表明,“初始奇点”——被视为“我们宇宙诞生的瞬间”——是时间标记变量特定选择的结果,而不同的选择将保留所有可观测量(包括红移),但会使原始奇点像正弦函数一样消失。“大爆炸之前有什么?”这个问题不再有意义。我同意这令人不安,但这个问题源于时空范式。它等同于“黑洞中心有什么?”因此,通过利用“爱丁顿时间”(上述变量变换已展示)来改变时间坐标是完全合法的,因为它允许这种局部几何结构连接到闵可夫斯基时空,即相对论空间(狭义相对论意义上的)且平坦、无曲率、空旷的空间。但我们的目标是能够仅用一个度规来描述整个时空。再次强调,指导线索可以在群论中找到,通过考察史瓦西度规的“等距群”。
等距群包含所有使度规不变(因此使超曲面不变)的几何变换。对象球面的等距群是空间旋转群加上对称性(相对于通过其中心的平面或轴,相对于作为其中心的点)。我们称此群为 O3(“三阶正交群”的缩写)。(参见《几何物理 B》引言。所有这些都包含在其中。)然而,如果我们移除相对于轴、平面或点的对称性,它就变成了 SO3(“三阶特殊正交群”)。
史瓦西几何具有对称性。到目前为止,我们习惯于赋予它 SO3 对称性(空间旋转)。但事实上,它有一个 O3 等距群,因此包含 P-对称性(相对于点的对称性)。让我们回到之前使用的四面体。它相对于点的对称性是对映性的,属于第一类 P-对称。
在网站“群”部分,我们展示了群如何“分泌空间”,或者更准确地说,分泌几何对象。Souriau 称它们为群的“物种”。因此,不是球体产生了 SO3 群,而是相反。球体是该群的物种。物种在分类学意义上(分类学:物种分类的科学)。我们之前说过,有时物理学家在不知不觉中做数学,反之亦然。相对论物理和群论的进展始于本世纪初:Klein、Poincaré、Lorentz、Cartan 等人继承了杰出的挪威人 Sophus Lie 的工作。一切开始连贯起来。是物理学家的工作激发了数学家的工作,还是反之?无疑,他们相互激发。狭义相对论拥有自己的时空,即闵可夫斯基时空(由其“度规”定义)。其“等距群”是庞加莱群,本身围绕洛伦兹群构建(参见《几何物理 B》引言)。Souriau 在其著作《系统动力学结构》(Dunod 1974,第 197 至 200 页)中首次表明,庞加莱群“分泌了逆时对象”,并且这与它们质量的倒置相伴而行。我们可以看到其中的机制:物理学家触及了一种物理现象,例如光速不变性:迈克尔逊-莫雷实验。数学家用群论重新解释这一点。但在群中,有一些元素似乎指向新的对象:负质量。
这让物理学家皱起眉头。如果负质量遇到正质量,结果将是……零,什么都没有。不要与物质-反物质湮灭(实际上具有正质量)混淆,后者产生等效的能量-物质,形式为光子。由于负质量 m* = -m 具有负能量 E* = m*c² = -mc²,评估结果……为零。在四分之一世纪里,这些由 Souriau 发现的负质量一直被视为“纯粹的数学好奇心”(Souriau 本人实际上也这么认为)。
1998 年,我构建了一个几何孪生语境(参见《几何物理 B》的论文),在这些语境中,这些负质量可以在其自然栖息地中自由嬉戏:一个坐标时间倒置的世界。
本文是对工作(来自文章“可疑的黑洞”)的科普,基于群论。首先,我注意到史瓦西度规不是 SO3XR(三维旋转加上时间平移,表达了对象在时间上不变、静止的事实),而是 O3XE1(包括 P-对称性和 T-对称性等)。这是几何语境扩展的指南,这与爱丁顿 1924 年的愿景相吻合。然后,利用“PT-对称”模型挖掘对称性:在孪生宇宙中,空间和时间坐标被倒置,这一想法最初由 Andrei Sakharov 于 1967 年提出。
这一切对你来说看起来很复杂吗?让高等数学专业的学生看看闵可夫斯基度规,即狭义相对论的度规:
ds² = c² dt² - dx² - dy² - dz²
将
t ... 变为 -t
x ... 变为 -x
y ... 变为 -z
z ... 变为 -z
不变性。等距群(使该度规不变的群)更大(它是“具有四个分量的”庞加莱群)。变换只是整体的一部分,但你可以看到闵可夫斯基度规在 PT 对称下是不变的。
狭义相对论的度规伴随着相对论空间
(t, x, y, z)
但它也可以描述一个空间和时间坐标将被倒置的宇宙(相对于我们的 PT-对称)。它们不是快子。完全不像它们。在第二个宇宙中,速度仍然是亚光速的。
简而言之,史瓦西度规,结合爱丁顿的想法重新审视,变得 PT-对称。因此,时间坐标在穿过喉部球体时应该“自然”倒置。这是否意味着进入孪生宇宙的潜在飞船乘客所经历的时间会倒置?时间只是一个坐标。在地球上,当你越过赤道时,你的纬度变为负值,但你不会开始倒着走……
然后,我们将这种几何纳入一个更大的语境中,十维,根据 Wiener 和 Graustein 的一个定理,这个数字对应于接收 n 维空间所需的最小维度数,其中 n 大于 2。

这六个额外的维度已经在《几何物理 B》中介绍的文章中引入。它们涉及量子方面。结论如下:
-
物质-反物质二元性存在于宇宙两侧。
-
当物质粒子穿过对应于史瓦西几何的环面桥时,其对引力场的贡献被倒置。因此,自 1994 年起在《新实验》(Nuovo Cimento)中提出的场方程系统(在《几何物理》中转载)得到证实,正如我们在《我们失去了半个宇宙》(Albin Michel)中以通俗方式展示的发展一样。
-
当物质粒子穿过这些“超球面隧道”之一时,物质仍然存在(但是 CPT-对称的)。反物质粒子也是如此。
然而,在这种情况下,穿越时间是有限的。因此,黑洞不可能存在。当史瓦西几何因变量选择错误和“几何语境”选择错误而被篡改时,导致了这种“时间冻结”,我们认为这是一种数学上的伪影。
但如果黑洞不存在,那么质量超过致命临界值(两个太阳质量:这将使其中心的压力趋向无穷大)的中子星会发生什么?
下图显示了压力值(在“对数”坐标中)随距中子星中心距离的变化(假设密度恒定),这是通过使用经典的 Tolman-Oppenheimer-Volkoff 模型针对不同外部半径(因此也是质量)值获得的。临界曲线对应于两个太阳质量的值。

我们可以看到,只要恒星的质量远小于临界值,向中心的压力增加仍然是适度的。但一旦质量接近临界值,压力就会飙升,在中心处变为无穷大(临界曲线)。
论文的其余部分提出了一个模型项目,而不是一个模型。我们认为,压力的突然上升必然会影响“物理常数”,包括局部光速值,后者也应趋向无穷大。我们认为这应该会在恒星中心引发一个环面通道的开启。作为指导,我们仍然使用 TOV 模型计算了超过临界质量(2 个太阳质量,导致压力向无穷大增加,即物理性质的临界性)但低于 2.5 个太阳质量(对应于经典的“几何临界性”:当史瓦西半径达到恒星的外部半径时)的质量的压力。由于 TOV 模型基于静止解,它显然没有作为模型的价值。然而,请注意,随着适度质量的增加,球体(p = 无穷大)从恒星中心向外极其迅速的扩展。

压力曲线似乎像“鞭梢”一样向右延伸。
(注意,我们使用了“无穷大”一词,而稍早之前我们曾质疑该词的合法性。可以说,当压力超过某个极限值时,现象就会发生。但这无疑要求我们将“量子贡献”引入模型。Pierre Midy 和我开始研究这个问题。我们认为有两种可能的情景。
软版本:中子星从伴星接收物质流(恒星风),使其达到两个太阳质量,这个质量将使其核心压力趋向无穷大。然后,一个超空间桥在其中心打开,并从中排出多余物质。当它到达孪生宇宙时,由于其质量已被倒置,它会分散开来,被中子星排斥,这种排斥感是明显的,中子星对转移的质量表现为排斥物体。通过环面通道的排出以相对论速度进行,结构的大小(喉部球面的表面积)取决于所需的流量。如果流入是连续的,环面桥将像一个持续运作的“溢流口”,确保泄漏流。下图描绘了亚临界状态下恒星的两个区域:

以及带有“泄漏流”的情况:

硬版本:两个中子星的合并。过程将猛烈得多。环面桥将以相对论速度非常迅速地形成并增长,吞噬大部分质量。这一切都将伴随着引力波和“伽马射线爆发”的发生。我们认为只有一部分质量会被转移。事实上,一旦物质穿过到另一侧,其质量就被倒置,并对引力场产生负贡献。这样做,它减少了中子星上的原始引力压力。然而,只有正确发展的非静止解,并且涉及一个不是球对称(对中子星来说是不切实际的想法)而是轴对称的对象,才能开始提供答案。
我们之前谈到了这方面的内容,专家可能会说:
- 中子星不可能具有球对称性。黑洞并非源自史瓦西度规,而是克尔度规,后者是不同的(它具有不同的等距群)。
目前,Midy 和我正在使用克尔度规重新审视这一切,这似乎没有特别的技术困难。喉部表面不再是球形的,而是简单地变成椭球形。
让我们回到超空间转移模型的项目。“硬”现象可以将大部分质量转移到孪生宇宙。一旦“引力张力”充分降低,超空间桥将自动关闭。这种现象可能极其短暂,大约在几百分之一秒的量级。残余质量将留在我们的宇宙中,“附近”,同时继续被几乎完全转移到孪生宇宙的物质(中子星)排斥。留在我们时空这一侧的残余物质将形成一个气体环,像烟圈一样,如果附近没有能量源(例如一颗热星),它将迅速通过辐射冷却。物体达到的最低温度不能低于它沐浴其中的宇宙烤箱的温度:3°K。这是关键的可观测量。下图是该现象的二维表示。

如果这个模型成立,我们应该找到围绕一个不可见物体组织的冷或相对冷的气体环。动力学上,这些物体围绕一个排斥性的、根本不可见的物体运行:转移到孪生宇宙的中子星。最近发现的一些“原行星盘”(proplyds)是这种类型的物体吗?观测会告诉我们吗?困难在于,这些物体之所以被发现,仅仅是因为它们出现在更明亮的背景前(就像出现在猎户座星云前的原行星盘)。然后它们被相对附近的恒星的辐射加热。
“好的环状星云”将远离任何辐射源,因此是黑暗的。但也许背景光的偏振现象可以允许其探测。偏振制图是观测天文学的一个重要领域。然而,这种现象也可能发生在孪生宇宙中,然后同样猛烈地向我们发送物质。
在《几何物理 A》论文中,我们发展了论点,认为恒星现象不会发生在比我们的宇宙更热的孪生宇宙中。在这种情况下,孪生物质将聚集成大型团块,辐射红外线,结构像巨大的球状原恒星,但其冷却时间将超过宇宙的年龄。这些团块将像从未点燃的原恒星一样运作。它们排斥我们的物质,负责 VLS,即我们自身物质的超大结构,不完整,围绕巨大的空洞排列,其特征直径为数亿光年,除了这种孪生模型解释(数值模拟)外,其存在相当难以解释。
最后一点说明。我们在宇宙的这一侧找不到反物质。我们还注意到宇称守恒的破坏,有些人认为这两者是相关的。1967 年,A. Sakharov 提出,宇称守恒的破坏在孪生宇宙中可能是可逆的。如果是这样,当与其中一种物种的存续有关联时,巨大的团块将由孪生反物质组成,相对于我们的宇宙是 PT-对称的(由于它在时间坐标倒置的宇宙中演化,因此具有负质量)。
最后,让我们给出一系列绘图,试图对超空间转移现象进行二维描述(一个简单的教学模型)。在网站转载的论文中,我们展示了(这源于耦合恒星方程系统的结构)两个宇宙的标量曲线在两个相邻区域是倒置的:
R* = -R
位于我们宇宙中的质量的二维教学模型,从几何上讲,是一个“钝头正子”。孪生宇宙将呈现“钝头负子”的外观(“联合几何”)。孪生宇宙的几何,其中只有虚空,因此是一种“诱导几何”。

两个宇宙中“联合几何”的粗略教学图像。
物质位于正子的钝头部分(阴影区域)。当达到临界性时,阴影区域中出现一个“锥形点(无限曲率密度)”(相当于压力增加到无穷大)。锥形点是一个“曲率密度”为无穷大的点。

绘图显示了过程的延续。喉部在下一图中创建。



下图(旨在表示物质向孪生宇宙的完全转移)代表“半时”。

我们认为,正是在这一刻,人们引用了史瓦西几何。喉部圆在两个表面上都被淹没。标量曲线处处为零(这是具有次要零成员解的原因)。一个简单的观察:测地线可以毫不费力地刻在褶皱上。试着用一卷胶带。




下图显示了环面点闭合前一刻,它在孪生叶中根据锥形点收缩。

分离后,质量(阴影部分)进入了孪生宇宙,这在我们的宇宙中产生了一个“诱导负曲率”。

1999 年 9 月。未完待续……
