爱因斯坦被遗忘的理论,它可以帮我们同时解决四个物理谜题

发布网友发布时间：2022-10-13 20:12

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热心网友时间：2023-11-11 05:09

质量不仅能使时空弯曲，还能使时空扭曲的理论，同时解释几个宇宙之谜。然而，这是否属实尚不得而知。要证明这一点，就必须推翻古老且经过充分检验的广义相对论。

由阿尔伯特·爱因斯坦提出的广义相对论假设，任何质量都会使时空弯曲。它会造成一种“压抑”的空间和时间，都会被拉长了。这也是为什么时间在大质量物体附近过得更慢。

广义相对论经受了许多考验。最近，科罗拉多大学波尔得分校天体物理研究所的研究人员进行了极其精确的测量。由10万个锶原子组成的原子钟，能够测量到地球表面一毫米的距离差异，地球引力对时间流逝的影响。

然而，相对论曾经受过许多考验，他们每个人都顺利通过了考试。至少，从现在的节点来看，这是最适合宇宙观测的理论。

爱因斯坦被遗忘的理论，或者质量如何扭曲空间

很少有人知道，爱因斯坦也致力于对宇宙的一种略有不同的数学描述。他想描述的质量是扭曲时空，而不是弯曲时空。所以大质量物体周围的时空不仅要弯曲，还要旋转，这有点像一个大气低谷，空气围绕它旋转。爱因斯坦称这个理论为远程并行。

这种时空的质量扭曲不仅可以解释重力，还可以解释电磁力。远程平行是一个“统一场论”，也被称为万物理论，物理学家尝试用单一的模型来解释宇宙中所有力量的作用。

爱因斯坦在1928年发表了他的论文，而他只考虑了重力。电磁学很难用时空扭转的方程来描述。爱因斯坦的这一理论基本上被遗忘了。

遗憾的是，这一理论将解释四种不同的悖论，而这四种悖论却是当今物理学无法解释的。

星系旋转速度的问题

在20世纪70年代，人们观察到星系中可见的物质太少，以至于星系在离心力的作用下不会坍塌。为了解决这个矛盾，物理学家假设“暗物质”的存在，它必须占到宇宙质量的80%。这种粒子只能通过引力与“正常”物质相互作用，因此很难被探测到。到目前为止，还没有发现他们的踪迹。

宇宙在其最大的尺度上是均匀的。物理学家认为，他不可能以随机和混沌的状态出现。为了解释这一点，他们假设了“宇宙膨胀”现象，在宇宙存在之初，它会迅速膨胀，以“消除”任何不均匀性。

在上世纪末，人们发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀的速度在加快。目前没办法解释它为什么会变得更快，所以物理学家假设存在“暗能量”来解释这一点，目前并不清楚这种能量是什么。

随着测量技术的进步，测量宇宙膨胀或星系逃逸的两种不同方法开始“分化”。该方法基于分析宇宙大爆炸留下的微波背景辐射，得出的结果比基于超新星观测的方法平均低10%。

远距平行理论描述了时空因质量而扭曲，它并不要求暗物质和暗能量的存在，它还解决了宇宙膨胀速度不同的问题。这种描述中的宇宙膨胀也有一个自然的解释。简单地说，重力改变时间和空间的方式与我们今天假设的不同。

此外，描述物质和能量如何受扭转，比描述时空曲率更容易。如果距离很小，这两种描述的差异可以忽略不计。它开始在比太阳系更大的尺度上变得明显，这正是现代物理学面临的最大问题所在

2018年，位于圣保罗的国家空间研究所(National Institute for Space Research)的物理学家计算出，时空因质量而扭曲，或称远距平行现象，可以解释星系逃逸速度的不同测量问题。通过将其纳入方程，超新星观测和微波背景辐射的测量结果开始相互吻合。

在小范围内，广义相对论（广义相对论）非常有效，它假设质量只会弯曲时空，但也许我们对它的研究还不够透彻。因此，在2014年，出现了在STEP(等效原理的卫星测试)卫星上测试广义相对论的想法，精确度达到万亿分之一(迄今为止最精确的测量已达到万亿分之一的精度)。

其思想是，相对论的基础是引力和惯性质量的等价性。惯性力(加速度期间)和重力以相同的方式作用在物体上。因此，无法区分电梯是在失重状态下漂浮还是在自由下落状态下漂浮。

没有特别的原因可以解释，为什么会这样，物理定律并不禁止两种质量不同。然而，更精确的测量结果表明，在相同的质量上，重力和加速度的作用之间存在细微的差别，那么广义相对论就需要被修正。如果发生这种情况，爱因斯坦提出了另一种选择，它是一种以质量或远距并行方式扭曲时空的现象。

但这可能证明广义相对论只能在宇宙尺度上得到检验。不管怎样，暗物质和能量的奥秘，膨胀，以及宇宙膨胀的不同速度最终都必须得到解释。