时空和引力的新理论分享 http://blog.sciencenet.cn/u/gordonliu 新的时空和引力理论是对相对论的修正和超越。

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引力波是测到了,但该如何解释?

已有 2235 次阅读 2017-10-23 20:32 |个人分类:物理评论|系统分类:观点评述|关键词:引力波,,引力,,时空,,引力理论,,广义相对论,,引力几何化,,能量-动量密度张量| 时空, 引力波, 引力, 广义相对论, 引力理论

      最近几天,全世界的主要媒体都在报道有关引力波的新闻。LIGOVIRGO连同几个国家的天文物理协会同时召开新闻发布会,宣布探测到两个中子星碰撞产生的引力波。今年的诺贝尔物理奖也授予给了对探测引力波做出突出贡献的物理学家。今年可谓,引力波之年。相信今后若干年,引力的研究将是物理学领域的热门课题。那么引力波究竟是什么东西?该如何解释?

  物理学界的主流,相信爱因斯坦的几何化引力理论——广义相对论,引力被认为是时空的弯曲,那引力波就只能解释为时空的扰动,也就是时空本身扰动起来了,而不是引力子在时空中传播。引力波是一种能量的传播,它的能量-动量密度一定是可以定域化的张量,即如果从一些坐标系看来,时空某点的能量密度不为零,引入任意坐标变换后,该点的能量密度也不应该等于零。特别是在纯空间变换下,该点的能量密度应该是一个不变量(或标量)。但恰恰在爱因斯坦的几何化引力理论中,引力场的能量-动量密度是不能定域化的,因为如果我们找到了引力场的能量-动量密度的张量表述,由于等效原理的缘故,这个张量必为零,也就是引力场的能量-动量密度在整个空间为零。相信大家已经看到了问题所在:一方面,爱因斯坦几何化引力理论——广义相对论,预言了引力波,预言了时空的扰动;另一方面,几何化引力理论要求引力场的能量-动量密度张量为零,也可以说,不可能有引力波存在,就是有,也无法探测到,因为引力波的能量密度为零。这是不是很荒唐!不容置疑,引力场的能量-动量密度的定域化要求是合理的,唯有放弃引力的几何化,方能解决这个矛盾。

     本人在几年前提出了一个解决方案,即,保留爱因斯坦引力理论的正确部分——爱因斯坦引力场方程,放弃引力的几何化,从而解决了引力场的能量-动量密度的定域化疑难,得到了引力场的能量-动量密度的张量表述,爱因斯坦引力场方程加推广的谐和条件是我们的引力理论的基本方程。我们的时空和引力理论的主要观点如下:

      时空只决定于参照系的运动,在任何参照系中都可以进行物质运动的描述,包括引力。惯性参照系的时空是均匀,各向同性和平直的,而加速参照系的时空是不均,各向不同性,但曲率张量为零,因而我称其是变形的,没有说它是弯曲的,因为说它是弯曲的,就意味着它的曲率张量不为零,所以我在我的论文中很小心使用弯曲一词。

  在自由降落的参照系中,由于时空的变形效应和引力效应相抵消,所以它的局部综合效应和惯性参照系一样,所以才有等效原理。弱等效原理是正确的,只不过我们和爱因斯坦的用法不一样,我们是反过来用的。爱因斯坦通过等效原理,把引力当着时空的弯曲;而我们通过等效原理,从弯曲时空的性质中找到了引力作用的物理规律,即爱因斯坦引力场方程加推广的谐和条件

      我们的理论的亮点之一,是认识到了“谐和条件”的物理意义,它把引力场从引力和时空的耦合中"出来,放置在平直的惯性系中。就象把白糖从白糖水中淅出来一样当时空和引力混在一起时,爱因斯坦通过等效原理“加热”把引力场给溶解进了时空,把引力看做是时空的弯曲效应;我们在物理上通过等效原理,在数学上用谐和条件“冷却”,把引力从“弯曲的时空”中"出来,引力场在时空中清晰可见。

  引力和电磁力一样,是真实的物质场,引力波也和电磁波一样在时空传播。




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