对暗能量与引力之间的研究

一种新的暗能量模型—量子涨落模型

赖仲达

摘要：自从1999年发现暗能量以来，对于其本质一直没有一个完整的定论。对于暗能量，我们至多可以确定其的状态是负压强或者反引力状态，它均匀分布在空间中，推动星系运转。有猜想认为该能量是卡西米尔能量，它具有的效果与现代观测数据比较符合。本文根据这种能量的特性，分析出一个新的动态暗能量量子涨落模型。

关键词：量子力学；量子涨落；暗能量

引言

1999年两个天文小组对la超新星爆炸观测时发现了宇宙在加速膨胀，这一观点与之前天文学家预言的引力会使星系聚合的效果不符。经过分析，这两个天文小组认为这是暗能量的效果，由此暗能量正式被观测并确认。近十年来对于暗能量的研究非常多，但主要是宇宙常数和动态模型。在我的理论中，我将暗能量描述为非宇宙常数的动态模型。若要解释该理论，我们首先要考虑一个不连续时空。

不连续时空理论

引力子

在广义相对论中，时空被解释为光滑的，可弯曲的有弹性的物质，它与量子力学中涨落能量并不相符。于是有人假设时空是由不连续的量子构成。在普朗克尺度的前提下，这个理论的确可行，考虑狭义相对论，时间是与空间两两正交的一个变量，通常被解释为物质与能量变化的过程表示，那么，能量与物质都是量子构成的集合态，其过程必然是量子态的，由此，其表现出的三维状态必然是不连续的，我们将其称为“量子时空”。考虑这种时空观，时空也会是量子态的，则我们可以用德布罗意来描述这种状态。通常我们考虑这种波动是根据光的波粒二象性而假设物质粒子也具有波动，这种波我们叫它物质波。在1926年德布罗意假设这种波的存在后，物理学家玻恩提出波函数一概念，认为这种波是描述粒子或量子涨落不确定性的一种方式，即粒子(量子)具有不确定性波动。根据之前的不连续时空假设，时空也会是德布罗意波状态，粒子在该波动中波动。一般来讲，我们考虑时空中的量子涨落为时空波动的基础，粒子受该波动而波动，而两个量子之间最短距离为普朗克尺度的立方。考虑这种模型，任何粒子都可受量子涨落而不确定性运动。然而物质波一般考虑实粒子的德布罗意波，那么我们就必须考虑一个量子的物质波方程，这个方程可根据E=hv求出，表述为波长=普朗克常量乘以波速/能量，其中波速为光速平方与量子速度的比值。即解析失败 (SVG（MathML可通过浏览器插件启用）：从服务器“http://localhost:6011/zh.wikiversity.org/v1/”返回无效的响应（“Math extension cannot connect to Restbase.”）：): {\displaystyle λ =hv0/E} 根据这个方程，我们来考虑引力子，可得到一个反引力状态能量，假设为暗能量。下面我们首先来描述一下引力子受量子涨落时的情况。引力子是为了描述引力的时空化，阿尔伯特爱因斯坦(Elnstein)在1915年提出了引力场理论，认为引力场是弯曲的时空，引力能量对引力场进行扰动形成引力波，其中引力能量由引力子构成，由引力波来传递引力子。在量子力学中，引力子是以及光速运动，无质量的，永远相互吸引的玻色子。那么它必然受量在涨落的干扰具有不确定性。在此，引力子的波函数是一种概率，在点 ψ引力子出现的概率为其的概率幅，当其达到1时，粒子处于确定的点。而引力子总是相互吸引，那么若无量子涨落，引力子会聚合成一个微型黑洞(即 ψ为1)，那么其实就无动能。考虑量子涨落，则引力子将产生不确定性运动，从而无法相互吸引，则此时的量子涨落为反引力，我们假设其为暗能量。在该暗能量模型中要注意的一点是，该暗能量并非假设为不变宇宙常数模型，不考虑基态时的卡西米尔(真空零点能)的稳定模型，此模型为动态模型。

暗能量模型

根据之前的假设，引力子受量子涨落使其产生不确定性运动从而无法相互吸引，那么此时的量子涨落就构成了一种负压强，这种情况与暗能量类似，我们就将其解释为暗能量。由于无量子涨落引力子将无动能，则量子涨落可看作引力子的唯一动能。由于其动能造成引力子之间的间隔和势能，则我们的可导出引力能量=引力势能=暗能量，即 解析失败 (语法错误): {\displaystyle E=FS=MnV^2=hv0/ λ} 由于暗能量=引力能量，则引力子运动状态为惯性，则体现在出来的引力速度不变为惯性力，这与等效原理相符合。依据这条原理，带入拉朗格日量L得 $L=FgV^{2}=T-V$ 其中F是引力，g是一常数，S是引力子的运动路程。该方程的意思为：由于引力能量与暗能量相等为平衡暗能量与引力能量(势能)为反引力状态，则引力子平衡运动能量为动能与势能之差为拉朗格日量。其中引力子总能量为哈密顿量 $H=2F1S=TV$ 其中F1 为引力子之间的引力，s为距离。由于暗能量=引力势能，则哈密顿量为两倍势能。在哈密顿量中，引力子的的质量必须是暗能量的虚拟质量。根据以上理论，我们可以勾勒一个暗能量模型：暗能量与引力子相互作用，暗能量充斥在引力子中间使引力子无法相互吸引只能与暗能量相互平衡随着地球磁感线作螺旋运动。由于其为匀速运动，则其运动随弯曲的时空而运动，则路程随距离减少而减少，那么所需时间亦减少。而物体与地球距离不变，时间减少，则速度增加。这很好的解释了引力加速度问题。

结语

从量子涨落与引力场子的相互作用我们可得出这是一对平衡力，由此我们假设其为暗能量，并由此推导出广义相对论的等效原理。并且，该暗能量模型符合观测数据。现在我将其提出作为参考。补充：如果考虑暗能量 $E=Mnv^{2}$ 可导出解析失败 (语法错误): {\displaystyle Mn×V/t×s=Mnas} ，其中 $Mna=F$ ，即暗能量 $E=Mnv^{2}=Fs$ ，则我们从暗能量方程中就可以推导出势能的公式。在此，势能必然解释为引力势能，则F为引力。从而引力势能=暗能量就有了一个论证。