几何与孪生宇宙

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该文本探讨了一种物理几何理论,提出了两个双生宇宙或“幽灵宇宙”的概念,它们进行几何相互作用。
  • 它描述了“几何双生”和“四维折叠”的概念,其中每个宇宙都是一个独立但相互作用的表面。
  • 该理论基于群论和对称性,特别是用于定义在十维空间中的粒子及其行为。

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第一部分关于几何学的结论。
关于几何物理B和群论的几点说明。

(应用于物理的群论元素,可在子网站“几何物理B”的开头部分“物理中的动态群”中找到。)

我们引入了新的几何概念。

  • 双重几何,最初受到安德烈·萨哈罗夫想法的启发:并非只有一个宇宙,而是有两个,A.萨哈罗夫在1967年称之为“双子宇宙”。

  • 这两个宇宙并不位于遥远的地方,而是“在同一位置”。我们给出了一个(原始的)教学图像,即跳棋,其中两个游戏分别在黑色和白色棋格上进行。

  • 这是一个更精细几何结构的教学图像,在这个结构中,整个宇宙由两个不同的(但相互作用的)折叠组成。这些折叠是四维超曲面,可以被视为“骨架流形的双叶覆盖”。

  • 与广义相对论类似,我们假设粒子沿着每个超曲面的测地线运动。其中一个被假定为我们的时空,另一个被假定为双子时空。

最初,假设有三种粒子沿着每个折叠的测地线运动,它们大致如下:

  • 物质

  • 反物质。

  • 光子。

因此,在第二个折叠中,即第二个宇宙,我们可以称之为“幽灵折叠”或“幽灵宇宙”,我们会发现:

  • 幽灵物质

  • 幽灵反物质

  • 幽灵光子。

(所有这些内容都在“几何物理B:物理中的动态群”中详细解释。)

  • 这两个折叠是不同的,它们的测地线也是不同的。因此,一个沿着我们折叠F的测地线运动的光子,不能跳转并沿着“幽灵测地线”(属于幽灵宇宙的幽灵折叠F*)运动。因此,我们折叠中的物质(或反物质)发出的光无法到达另一个宇宙,也无法被幽灵粒子接收。如果在折叠F*中存在生命体,它们无法看到我们的恒星、我们的星系,以及我们折叠中的任何东西,纯粹基于几何学。

  • 相反,一个幽灵光子,由幽灵物质(或幽灵反物质)粒子在幽灵折叠F*(或幽灵宇宙)中发射,沿着该折叠的测地线运动,不能跳转到我们的折叠。因此,它无法被我们宇宙中的任何质量粒子接收或捕获。因此,双子宇宙、影子宇宙或幽灵宇宙的结构,无论我们如何称呼它们,对我们来说基本上是不可见的。 如果在第二个宇宙中存在任何结构,我们无法通过光学手段观察到它们,原因同样是:纯粹基于几何学。

  • 这个想法与超弦理论提出的观点相近。许多超弦理论界的学者现在确信存在两个世界,它们仅通过引力场进行交流。
    Witten(菲尔兹奖得主)、Duff、Green Schwarz、诺贝尔奖得主Abdus Salam……
    请参阅Michael Duff最近在《科学美国人》上发表的一篇文章,题为“新的超弦理论”,并翻译成法语(《科学》杂志,1998年4月)。Duff设想物质“在一面墙上”,而不可见物质“在另一面平行的墙上”。
    两个宇宙、两个实体,无法相互看见,只能通过引力相互作用的想法,最初由Green、Schwarz和诺贝尔奖得主Abdus Salam提出。

总体思路是扩展维度的数量。在经典物理中,这个数量是四个:(x,y,z,t),对应于时空。现代理论物理倾向于扩展这个数量,通常扩展到十个。

然后一切都基于群论和对称性。对称性不仅仅是二维或三维空间中熟悉的对称性,例如:

  • 关于一点的对称性。

  • 关于一个平面的对称性。

  • 关于一条直线的对称性。

  • 或旋转对称性(周期性物体、晶体)。

一个在平移后保持不变的物体具有这种“对称性”。

此外,还有时间对称性。考虑一个测试粒子位于质量点M的一定距离r处的运动。

G是引力常数,根据牛顿动力学,运动服从以下微分方程:
(142)

它有一个特殊解:
(143)

这个解是时间可逆的我们得到了一个时间对称性,即T对称性。

粒子具有一组特殊的对称性。如果要构建支配“事物”的群,这会形成一组强烈的约束。
目前,超弦理论的研究者们面临一个障碍。他们的工具箱提供了太多可能性,以至于他们不再谈论“理论”,而是谈论“理论”。很多人说:“在数百万种可能的理论中……”

与我的同事皮埃尔·米迪一起,我们从不同的角度来处理这个问题,使用了一种称为“群在其动量空间上的共伴作用”的工具。参见让-马里·苏里奥的著作:
《动力系统的结构》,Birkhauser出版社,1997年。
(参见“几何物理B:物理中的动态群”)。
*通过这种工具,可以对质子、中子、电子、光子、中微子及其反粒子等基本粒子进行几何化。但我们不涉及更深层次的结构(夸克)。参见我们的论文:
J.P. Petit和P. Midy:通过群在动量空间上的共伴作用对物质和反物质进行几何化。1:电荷作为群在十维空间上作用时动量的附加标量分量。反物质的几何定义。《几何物理B》,1,1998年。

该论文包含一个反物质的几何定义

简要地说,在经典时空{ x, y, z, t }之外,我们增加了六个额外的维度,这些额外的维度是:

{ z₁, z₂, z₃, z₄, z₅, z₆ }

我们可以将这些标量与向量z相关联。同样,我们也可以定义时空向量:
(144)

我们可以认为一个粒子“生活在”一个十维空间中:
(145)
(146)

或者,简单地说:z → - z

这意味着:

z₁ → - z₁
z₂ → - z₂
z₃ → - z₃
z₄ → - z₄
z₅ → - z₅
z₆ → - z₆

所有额外的维度都被反转。

引入额外的维度会改变动态群。参见苏里奥的著作,Birkhauser出版社,1997年。

在非量子相对论物理中,动态群是庞加莱群。通过引入第五个维度z(苏里奥,1964年),将其扩展到量子世界。此外,Kostant-Kirilov-Souriau方法可以利用“庞加莱群的中心扩张”来构建克莱因-戈登方程,即新的动态群。

我们处理的是一个广义扩展的庞加莱群(“皮埃特群”),其在动量空间上的共伴作用给出了六个经典量子数:

q:电荷
cB:重子数
cL:轻子数
cm:缪子数
ct:陶子数
v:旋磁比。

然后,一个粒子由以下集合定义:

{ q, cB, cL, cm, ct, v, E, px, py, pz, s }

E是它的能量
{ px, py, pz }是它的动量向量
s是它的自旋。

例如,一个电子对应于:

q:电荷 = -1
cB:重子数 = 0
cL:轻子数 = 1
cm:缪子数 = 0
ct:陶子数 = 0
v:旋磁比 = ve
s = 1/2

而反质子对应于:

q:电荷 = -1
cB:重子数 = -1
cL:轻子数 = 1
cm:缪子数 = 0
ct:陶子数 = 0
v:旋磁比 = -ve
s = 1/2

光子对应于:

q:电荷 = 0
cB:重子数 = 0
cL:轻子数 = 0
cm:缪子数 = 0
ct:陶子数 = 0
v:旋磁比 = 0
s = 1

在狄拉克的反物质理论中,所有的电荷都被反转(包括电荷)。

由于光子的所有电荷都是零,这解释了为什么光子是其自身的反粒子,因为:

  • 0 = + 0

这种方法因此对普通基本粒子进行了首次几何化。描述仅限于核的组成部分。