第1410節
這種涉及到大量數學的組合過程,對他來說倒是要比一些理論概念更加好理解——畢竟其中很多參數和固態物理是互通的。 “適配導數算符,即滿足▽agbc=0,則▽aζb+▽bζa=0……” “最大對稱的時空所以要有最大的killing矢量場,黎曼曲率張量的定義▽a▽bζc-▽b▽aζc=rabcdζd帶入得……” “把這個張量等式化在坐標里……” “12345678abcdefg……” 幾分鐘后。 黃昆有些驚疑不定的抬起頭,猶疑著對楊振寧問道: “老楊,你們準備從對偶的情況入手?” 楊振寧輕輕點了點頭: “沒錯?!?/br> 黃昆頓時默然。 怎么說呢…… 楊振寧和李政道想到的這個模型,從某種意義上來看確實挺有意思的: 模型的兩個支點來自不同的理論,關聯的情景也不相同,甚至連時空維數也不一樣。 但是…… 在引入對偶的概念后,它忽然發生了某些變化。 所謂對偶,指的是如果一個物理系統有兩種不同但等價的描述方式,那么這兩種描述方式是對偶的。 比較知名的例子有經典二維ising模型的自對偶,二維xy模型的粒子渦旋對偶。 還有一維相互作用費米子體系的玻色化,原則上也算是一類對偶。 在楊振寧和李政道他們做出的這個對偶模型中。 當一個理論是強耦合的時候,另一個理論就是弱耦合的。 二者用一個很微妙的方式,將廣義相對論和量子力學的一些東西結合在了一起。 根據黃昆剛剛做出的簡單演算。 楊振寧此前推導出的量子化環路積分在這個模型下是成立的,但是也就僅此而已了。 如果換做其他任何一個粒子,無論是電子、質子還是中微子,它們都在模型下是失效的——至少數學上如此。 比如說質子。 如果根據這個對偶計算,一枚質子的質量最終會顯示300多克,中微子的質量甚至是負的…… 不過這情況早就在黃昆的預料之中,畢竟楊振寧一開始就說過了,這是專門為引力子做的模型。 接著黃昆放下手中的筆,對楊振寧問道: “老楊,這個框架已經做出來了……那么技術上的應用呢?” “你準備怎么使用這個框架,去撈引力子這條大魚?” 早先提及過。 引力子理論上的能級接近普朗克尺度,這種尺度別說現在了,過一百年估摸著都有些夠嗆。 黃昆雖然不至于沒逼數到現在就想找到引力子,但也沒那么寬廣到可以等上個一百多年——那時候估摸著華夏足球隊都能拿世界杯冠軍了吧? 他能接受的時間線在20-30年左右,再晚不能超過四十年。 畢竟四十年后,他們這批人差不多都已經接近或者已經辭世了。 而想要確定具體時間,具體的項目應用就顯得很關鍵了。 項目的難易、合理與否,直接關系著出結果的時間——至少是理論上的時間。 隨后看著目光灼灼的黃昆,楊振寧沉默了幾秒鐘: “老黃,你還記得我之前和你說的那句話嗎?” “——以ads為理論基礎,整合出一個能夠描述引力子的模型,然后再去尋找它在宇宙中的跡象?!?/br> “你仔細想一想,這句話的重點在哪里?!?/br> “重點?” 黃昆重復了一遍楊振寧的話,旋即呼吸一滯: “老楊,你是說宇宙中的跡象?” 楊振寧輕輕點了點頭,深沉的抬頭看向了天空: “沒錯,宇宙,準確來說是……” “原初引力波?!?/br> …… 第710章 立約! “原初引力波?” 這一次。 聽到楊振寧拋出的這個概念,黃昆臉上倒沒之前那般疑惑了。 取而代之的。 則是一抹若有所悟的思色。 引力波。 這三個字其實應該分成兩部分來理解,也就是“引力”和“波”。 那么引力為什么會有個波呢? 答案顯然并不是因為引力是個女性,而是因為時空有了結構——我們平時觀察到的物質的運動,都是發生在時空之中的。 某種意義上可以理解為物質是演員,時空是這些演員表演的舞臺。 普通的波,例如水波、聲波、電磁波,都是演員在運動,舞臺不動。 而引力波呢,則是舞臺本身的運動。 在小牛的牛頓力學中。 時空是一個平淡無奇的舞臺,因為時間就是均勻的流逝,空間就是均勻的綿延。 無論物質有多少、怎么運動,對這個舞臺都沒有影響,所以不可能有波動,也就是此前提及過的絕對時空觀。 但在老愛的相對論中,舞臺的性質就很特別了。 在廣義相對論中,老愛對引力的描述方式變得比小牛的平方反比律復雜多了,成了繞一個很大的彎子: 質量引起時空的彎曲,物體在彎曲的時空中運動,看起來就像是受到引力的作用一樣。 好比諸位面前有一張平坦的紙,它的曲率是零。 在這張紙上面,三角形的內角和等于180度,圓的周長等于2π乘以半徑,如此等等,歐幾里得幾何(就是你初中學的平面幾何)的定理都成立。 如果把這張紙變形一下,比如說變成一個球面,曲率大于零,許多歐幾里得幾何的定理在這里就不成立了。 例如三角形的內角和大于180度——你甚至可以做出三個內角都是直角的球面三角形,它的內角和高達270度,圓的周長小于2π乘以半徑等等…… 如果把這張紙變成馬鞍形,曲率小于零,你同樣也會發現許多違反歐幾里得幾何的現象,只是表現在相反的方向。 例如三角形的內角和小于180度,圓的周長大于2π乘以半徑。 當把彎曲的對象從一張紙……也就是一個二維的面推廣到相對論的時空……也就是一個四維的幾何結構,就明白“時空彎曲”是什么意思了,就是時空的每一點都可以有個或正或負或零的曲率。 廣義相對論給出了質量與附近的時空曲率之間的關系,質量越大,對周圍的時空產生的彎曲就越大。 當一個物體不受其他力、只在引力的作用下運動時,無論時空是彎曲的還是平坦的,它都只是按照距離最短的路線即“短程線”運動。 如果時空是平坦的,短程線就是直線,這時沒有引力,它做的就是勻速直線運動。 如果時空是彎折的,短程線就變成了曲線。 這時在其他觀察者看來,這個物體似乎就是在引力的作用下運動——例如地球繞太陽的公轉軌道,就是地球在太陽周圍的彎曲時空中的短程線。 如果還是沒法理解……再舉個簡單的例子吧。 太陽好比一個耳根,他往沙發上一坐,就產生一個大坑,那么其他人坐在沙發上時,都會不由自主地被這個大坑陷進去。 在廣義相對論中。 不同地方的時空可以具有不同的曲率,所以說時空有了結構。 既然有了結構,自然就可以波動了。 因此根據廣義相對論。 引力波應該是一種極其常見的現象,任何不是球對稱的物體的加速運動都會產生引力波。 這個概念在理論物理的知名度極廣,所以黃昆這次倒是能跟上楊振寧的思路。 隨后他眼神微微一動,朝楊振寧問道: “老楊,不對吧,為什么探測到引力波,就能說是找到了引力子?” “雖然理論上來說引力波應該具備波粒二象性,但如果從相對論的角度用度規場來對它進行解釋,似乎也可以說得通吧?” “換而言之……二者之間應該沒有那種絕對的輔證關系,否則愛因斯坦也不可能支持引力波的存在了?!?/br> 波粒二象性。 這個概念最早提出的時候只被用于光子,但后來隨著理論發展,已經被推廣到了所有的基本粒子。 所以從波的角度進行逆推,一個微觀領域的波,同樣也應該有對應的微粒。 但是…… 引力波卻有些特殊。