如何看待「撓場是第五種力」的說法?

撓場是真實存在的嗎?還是偽科學?網上貌似說撓場傳播速度大於光速?(如果作為廣相的一個修正 怎麼會有反原理的結論?)這個感覺非常偽科學

如何看待愛因斯坦-嘉當理論?這個理論是有關撓場的理論嗎?

四維時空究竟有沒有撓率

或者說 像膜理論那樣 時空撓率還只是一個數學上成立 實驗上還無法確認的理論


隨手科普一發(我自己學過一些但是不喜歡的)撓率引力

簡單來說,在普通的廣義相對論中,我們從度規構建聯絡時假定了聯絡的兩個下指標是對稱的,這樣得到的時空只有曲率而沒有撓率。當然,我們也可以選擇基於局域洛侖茲坐標系而非度規,構建沒有曲率僅有撓率的時空,這樣的引力理論其實是GR的平行表述(也就是另一種等價表述)。

當然,類似於修改引力做所謂的f(R)理論,我們自然可以再加上撓率構建各種奇奇怪怪的引力理論f(T,R),這樣的理論有些(大部分)是不自恰的(有一些有鬼場問題),甚至出現閉合類時測地線都是可能的(當然普通GR在特殊情況下也會有這種問題,不過有時torsion gravity可能問題更嚴重)

但不要因此成天想搞個大新聞,這些理論很多都不是真實的物理理論。

最後總結一下,撓率數學上可能成立,但不一定是現實的物理理論。當然,有些連自恰都做不到的理論應該早點被排除


是不是第五種力我是說不準,不過對於廣相的修正(修改引力理論)確實有通過引入撓率這種,就是傳說中的f(T)理論。宇宙學中的修改引力理論是為了將暗能量從宇宙成分中去除,而將其視為新的引力理論的內稟項處理(其實就是為了去除暗能量而添加新的參數)。其中比較典型的就是f(T)與f(R)理論,前者引入撓率,後者修改曲率與度規之間的聯繫,方法都是通過修改作用量繼而得到新的場方程,如下是f(T)。利用宇宙學中的大量觀測數據,宇宙微波背景輻射(CMB),重子聲波震蕩(BAO),Ia型超新星(SNIa),類星體(QUASAR),引力透鏡(lensing)等,來限制某個f(T)模型的參數。觀測效應?原本 Lambda CDM 模型中暗能量的效應就是這個新理論的觀測效應(換湯不換藥哈哈)。

f(T)與f(R)在國際上還是有不少人在做的,有新數據或者新模型時往裡一放跑一下程序就是一篇SCI了,arxiv上有很多類似的paper(自我吐槽:上學期我的第一篇論文就是f(R)的)。不過我覺得真正相信這類理論的應該沒多少,因為本質上都是調參數,而且很難保證這些修改後的引力理論會不會出現時空因果性結構之類的問題,要真正構建這樣一個新的引力理論是要對現有的所有廣義相對論相關的問題重新做出回答的,可謂是牽一髮而動全身。再者,愛因斯坦-希爾伯特作用量太簡潔太優美了,積分號里就一個曲率標量R,當時上課老師推導出來時我都驚呆了,需要在這個作用量上邊動刀子的理論我覺得是很難服眾的,強迫症患者都會表示強烈抗議。


1、撓場可以有。例如通過引入過度微分約束,則可產生撓場。

2、由於場論的一些特殊性質,比如保守性,關係到一系列守恆律,在保證守恆的前提下(否則就沒法談物理了),利用保守性,可以只考慮額外的約束,而沒有必要考慮撓場,因此它僅是形式的。

3、一般的,一個形式的、不影響(能量)守恆的場,可寫作纖維叢+縮放因子。

4、你會為相速度超光速操心嗎?

5、一個過度的微分約束,仍然是有必要分離出來的,但是已經沒撓場什麼事了。分離出來後,它是有觀測效應的。

6、各位大佬,少打什麼「第五種力」的餿主意,四種還沒整明白呢........你們不會真的以為整明白了吧?好吧當我什麼也沒說。


其實,所有偏離廣義相對論的引力都可以看成是第五種作用力,在Einstein frame下。當然也可以只看成是引力的一部分,在Jordan frame下。

有點像是慣性力,可以假想成是力,也可以不這樣做。

修改引力是對廣相(Einstein-Hilbert作用量 or Einstein場方程)的修正。

一幫人以 Jordan為首,野心勃勃想徹底修改引力理論,搞個大新聞,於是引力的作用量不再是簡單的R/2,可能是R^2, R^3...總之就是R的一般型函數f(R), 還可以引入撓率T...變成f(T),還可以是更一般的f(R, T)。作用量變了,自然引力的場方程也就變了,等號左邊不再是G_mu
u。

還有一幫人總是忘不了 Einstein,他們只把廣相描述的引力叫引力,而偏離廣相的部分都是後娘生的,沒資格叫引力,那就看做是第五種力。這樣的好處就是引力場方程就不用修改了,而新的作用力則對應著一種新的粒子/場,其實就是修改了場方程右邊的T_mu
u。在作用量里,這種新的場和引力R有直接的耦合,即非最小耦合。

當然,上面說的兩幫人往往都是同一個人精分出來的,代表兩種觀點而已,分別就是Jordan frame和Einstein frame,兩種框架可以相互轉換的。

廣相的理論非常優美,而修改引力要麼就得搞成更高階場方程,要麼協變性、等效原理什麼的至少有一個得犧牲掉,所以某些理論中得到了超光速的結果也不稀奇,但是這麼醜陋的理論,你問我支持不支持,估計大多數人都是不支持的。

不過撓率理論有一個比較充分的存在理由是,通過引入自旋聯絡,把旋量場寫進場方程里。愛因斯坦-嘉當理論是第一個撓率引力理論,有撓率就意味著時空點本身就在轉,嘉當最初是想把粒子自旋和撓率聯繫起來,不過沒有成功。

現在沒有一個修改引力理論有觀測效應,撓率自然是沒測到。

至於是不是偽科學,有時候只能看個人喜好了,上面的 @Haolan Xu 曾經透露過某做粒子物理的老師表示:不是針對撓率,在座的所有的修改引力都是偽科學。


瓦尼安的《引力與時空》上說,嘉當的撓率理論是把粒子的自旋看成是引力的源,他又說,但是你不知道粒子(例如夸克)的自旋到底是真正的自旋還是內部結構的軌道角動量,他最後說:把粒子自旋當作撓率的源和把靜止質量當作引力的源一樣,數學上靜止質量有明確的定義,但是物理上,你不知道一個粒子的靜止質量到底是不是它的內部組成的動能和束縛能,所以,嘉當理論的這種含糊不清,使得它的任何計算都失去了意義。

我也不懂,我只是搬運工。


Torsion field (pseudoscience)

標題里醒目的pseudoscience……

「The torsion field theory was conceived in the Soviet Union by a group of physicists in the 1980s and was loosely based on Einstein-Cartan theory and some variant solutions of Maxwell#x27;s equations but does not have a solid grounding in scientific fact.」

看起來它和Cartan的認為仿射聯絡包含非對稱的部分(撓率張量)的理論有點關係,但是確實是偽科學……


這真是個令人撓頭的問題~

好癢好癢~


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