對暗能量與引力之間的研究

一種新的暗能量模型—量子漲落模型

賴仲達

摘要：自從1999年發現暗能量以來，對於其本質一直沒有一個完整的定論。對於暗能量，我們至多可以確定其的狀態是負壓強或者反引力狀態，它均勻分布在空間中，推動星系運轉。有猜想認為該能量是卡西米爾能量，它具有的效果與現代觀測數據比較符合。本文根據這種能量的特性，分析出一個新的動態暗能量量子漲落模型。

關鍵詞：量子力學；量子漲落；暗能量

引言

1999年兩個天文小組對la超新星爆炸觀測時發現了宇宙在加速膨脹，這一觀點與之前天文學家預言的引力會使星系聚合的效果不符。經過分析，這兩個天文小組認為這是暗能量的效果，由此暗能量正式被觀測並確認。近十年來對於暗能量的研究非常多，但主要是宇宙常數和動態模型。在我的理論中，我將暗能量描述為非宇宙常數的動態模型。若要解釋該理論，我們首先要考慮一個不連續時空。

不連續時空理論

引力子

在廣義相對論中，時空被解釋為光滑的，可彎曲的有彈性的物質，它與量子力學中漲落能量並不相符。於是有人假設時空是由不連續的量子構成。在普朗克尺度的前提下，這個理論的確可行，考慮狹義相對論，時間是與空間兩兩正交的一個變量，通常被解釋為物質與能量變化的過程表示，那麼，能量與物質都是量子構成的集合態，其過程必然是量子態的，由此，其表現出的三維狀態必然是不連續的，我們將其稱為「量子時空」。 考慮這種時空觀，時空也會是量子態的，則我們可以用德布羅意來描述這種狀態。通常我們考慮這種波動是根據光的波粒二象性而假設物質粒子也具有波動，這種波我們叫它物質波。在1926年德布羅意假設這種波的存在後，物理學家玻恩提出波函數一概念，認為這種波是描述粒子或量子漲落不確定性的一種方式，即粒子(量子)具有不確定性波動。根據之前的不連續時空假設，時空也會是德布羅意波狀態，粒子在該波動中波動。一般來講，我們考慮時空中的量子漲落為時空波動的基礎，粒子受該波動而波動，而兩個量子之間最短距離為普朗克尺度的立方。 考慮這種模型，任何粒子都可受量子漲落而不確定性運動。然而物質波一般考慮實粒子的德布羅意波，那麼我們就必須考慮一個量子的物質波方程，這個方程可根據E=hv求出，表述為波長=普朗克常量乘以波速/能量，其中波速為光速平方與量子速度的比值。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} 根據這個方程，我們來考慮引力子，可得到一個反引力狀態能量，假設為暗能量。下面我們首先來描述一下引力子受量子漲落時的情況。 引力子是為了描述引力的時空化，阿爾伯特愛因斯坦(Elnstein)在1915年提出了引力場理論，認為引力場是彎曲的時空，引力能量對引力場進行擾動形成引力波，其中引力能量由引力子構成，由引力波來傳遞引力子。在量子力學中，引力子是以及光速運動，無質量的，永遠相互吸引的玻色子。那麼它必然受量在漲落的干擾具有不確定性。在此，引力子的波函數是一種概率，在點 ψ引力子出現的概率為其的概率幅，當其達到1時，粒子處於確定的點。而引力子總是相互吸引，那麼若無量子漲落，引力子會聚合成一個微型黑洞(即 ψ為1)，那麼其實就無動能。考慮量子漲落，則引力子將產生不確定性運動，從而無法相互吸引，則此時的量子漲落為反引力，我們假設其為暗能量。 在該暗能量模型中要注意的一點是，該暗能量並非假設為不變宇宙常數模型，不考慮基態時的卡西米爾(真空零點能)的穩定模型，此模型為動態模型。

暗能量模型

根據之前的假設，引力子受量子漲落使其產生不確定性運動從而無法相互吸引，那麼此時的量子漲落就構成了一種負壓強，這種情況與暗能量類似，我們就將其解釋為暗能量。由於無量子漲落引力子將無動能，則量子漲落可看作引力子的唯一動能。由於其動能造成引力子之間的間隔和勢能，則我們的可導出 引力能量=引力勢能=暗能量，即 解析失败 (语法错误): {\displaystyle E=FS=MnV^2=hv0/ λ} 由於暗能量=引力能量，則引力子運動狀態為慣性，則體現在出來的引力速度不變為慣性力，這與等效原理相符合。依據這條原理，帶入拉朗格日量L得 $L=FgV^{2}=T-V$ 其中F是引力，g是一常數，S是引力子的運動路程。該方程的意思為：由於引力能量與暗能量相等為平衡暗能量與引力能量(勢能)為反引力狀態，則引力子平衡運動能量為動能與勢能之差為拉朗格日量。其中引力子總能量為哈密頓量 $H=2F1S=TV$ 其中F1 為引力子之間的引力，s為距離。由於暗能量=引力勢能，則哈密頓量為兩倍勢能。 在哈密頓量中，引力子的的質量必須是暗能量的虛擬質量。根據以上理論，我們可以勾勒一個暗能量模型：暗能量與引力子相互作用，暗能量充斥在引力子中間使引力子無法相互吸引只能與暗能量相互平衡隨著地球磁感線作螺旋運動。由於其為勻速運動，則其運動隨彎曲的時空而運動，則路程隨距離減少而減少，那麼所需時間亦減少。而物體與地球距離不變，時間減少，則速度增加。這很好的解釋了引力加速度問題。

結語

從量子漲落與引力場子的相互作用我們可得出這是一對平衡力，由此我們假設其為暗能量，並由此推導出廣義相對論的等效原理。並且，該暗能量模型符合觀測數據。現在我將其提出作為參考。補充： 如果考慮暗能量$E=Mnv^{2}$可導出解析失败 (语法错误): {\displaystyle Mn×V/t×s=Mnas} ，其中$Mna=F$，即暗能量$E=Mnv^{2}=Fs$，則我們從暗能量方程中就可以推導出勢能的公式。在此，勢能必然解釋為引力勢能，則F為引力。從而引力勢能=暗能量就有了一個論證。