宇宙双生理论(第13页)
技术评论:
第2节:我们对一个“孪生物质”密度被认为较高的区域进行“放大”。正如前一篇文章所述,我们假设这种乳状系统贯穿于两个宇宙,两者具有相等的平均密度r和r*(但在第6篇论文中,我们将看到,后来考虑了一种宇宙演化模式,其中这两个密度在整体宇宙尺度上可能显著不同,尺度因子R(t)和R*(t)因此呈现出不同的联合演化过程)。
第4节:当计算施瓦茨希尔德外部解(3)时,会出现一个参数m,它是一个长度量。但通常用字母m表示。实际上,由于它只是一个简单的积分常数,其值可以为正或负。当取正值m > 0时,得到的是一个具有球对称性的静态时空几何,位于质量M之外。这种四维施瓦茨希尔德外部解的直观图像,就是前面提到的“正锥面”,当然,这种图像本身非常粗糙。当取负值m < 0时,得到的是另一种几何结构,具有完全不同的测地线系统(不再存在椭圆或近似椭圆的轨道)。这对应于负质量M < 0周围的真空空间。测地线方程(10)和(11)对任意m值均成立。在两种情况下,光子都被假定沿零长度测地线(null geodesics)传播。当m < 0时,会产生负的引力透镜效应,如图10所示(参见第2篇论文的文本)。在本文中,这种孪生物质被称为“反向物质”。
我们试图利用这种负的引力透镜效应来解释与星系相关的强烈现象(类星体多重像)以及星系团(弧状结构),并将这些现象归因于周围不可见物质的聚焦效应,而非这些天体内部存在暗物质。
第5节:在爱因斯坦方程中出现了一个常数c。我们通常将其经典地识别为:
(1)

通过从零阶洛伦兹解出发展开度规为级数(12)得到。但此前未注意到的是,这一零阶解及扰动项本质上都是静态的。常数c的绝对恒定性源于物质能量守恒的假设。张量S在构造上散度为零。对爱因斯坦方程取散度后,我们得到:
(2)

……
即一个守恒方程,它在牛顿近似下将导出欧拉方程。但请注意,将c识别为(23)式并不自动意味着G和c是绝对常数。它仅给出了c在当前时刻的取值,基于当前G和c的数值。如果这两者在宇宙演化过程中可能发生变化,那么c的绝对恒定性仅意味着:
(3)
(ga32128)
……
考虑光速变化在表面上可能显得令人震惊。然而,许多研究已经发表,探讨了G随时间变化而c保持不变的可能性。顺便指出,这种设定将导致物质能量不再守恒,因为在此条件下c不再是绝对常数。
……
此外,也有许多研究探讨了物理常数变化的可能性。事实上,大多数这类常数的发现是相对较近的事。在本世纪初之前,人们甚至不知道普朗克常数或电子电荷的存在,因为量子和电子尚未被发现。当这些常数被确定后,物理学家们开始思考它们是否为绝对常数。由于它们似乎在一天之内或地球不同地点之间都没有变化,且将它们视为绝对常数能带来有趣的成果,因此人们采纳了这一假设。只有米尔恩在上世纪三十年代认为,这一结论下得过快。
……
最近,研究人员逐一考察这些常数,设想如果它们在宇宙演化过程中曾发生变化,将会发生什么。每次触及一个常数,整个系统就会崩溃:原子无法形成,生命无法出现,恒星无法正常运行,等等……
……
所有这些推理都完全正确且无懈可击。
但没有人曾设想同时、协调地改变所有这些常数。
……
由于在实验室中无法检测到任何局部变化,模型必须能够解释这一点。那么,实验室仪器、测量设备究竟是什么?它们是基于物理方程构建的装置,而这些方程本身包含了所有这些“常数”。打个比方:我们试图通过一把同种金属制成的尺子测量一块铁桌是否膨胀,那么无论测量结果如何,都可能有两种解释:
-
要么桌子长度不变。
-
要么桌子和尺子“同步”地膨胀或收缩,例如随房间温度变化。
……
我们寻找的是那些使所有物理方程保持不变的常数变化方式。在这种情况下,显然任何测量都无法揭示出任何变化,因为测量仪器会与它们所测量的量“同步”变化。我们承认,这种所有可用方程所共有的性质确实令人困惑,但这是事实。
……
方法其实相当简单。理工科学生和物理专业学生都熟悉所谓的量纲分析。例如,取流体力学方程,其中包含压强、密度、温度等变量。我们可以设:
压强 p = p₀ × p
温度 T = T₀ × t
引入特征量和无量纲变量p、t等。
然后将方程转化为无量纲形式,同时自然出现一些特征数(如普朗特数、雷诺数)等。
……
取你所能找到的所有方程(它们并非全部独立),让所有量都发生变化。不仅那些通常变化的量,还包括那些本应不变的“物理常数”。你将发现,随意地:
R:由变量(x, y, z)得出的特征长度
T:由时间变量t得出的特征时间
G:……常数