是否可以認為廣義相對論在更大的空間尺度已經失效了?

看到一些尋找暗物質的新聞,突然聯想到當年科學家尋找以太。為了解釋現在的宇宙狀態,不僅需要假設存在暗物質,還要假設暗能量,這樣修修補補,牛頓時空也可以勝任更大尺度的物理吧。


廣義相對論在宇宙尺度上沒有失效。

假設暗物質和暗能量的存在對廣義相對論來說並不是什麼修補。暗能量的存在可以合併到能動張量中,不會影響到愛因斯坦場方程的形式;而暗能量的最簡單方案就是在場方程中加上一個宇宙學常數與度規的乘積項,這只是讓場方程在數學形式上更具有一般性,也不是修補。

假設暗物質和暗能量的存在所帶來的變革不在廣義相對論中,而在於我們要用怎樣的超出標準模型的理論去解釋它們的本質。


廣義相對論在大尺度空間是正確的,但是它只是一個有效理論。

廣義相對論的存在是一件自然而然的事情。我什麼意思呢?假設你不知道廣義相對論和量子場論,你只知道狹義相對論和量子力學。然後有一天,你突發奇想,想要統一狹義相對論和量子力學,也就是寫下一個同時滿足量子性質和時空相對性的理論,然後你發現你得到了量子場論!然後你考慮一個帶有兩個index的對稱的量子場,然後你發現它只能夠耦合到能動量張量,然後你發現這就是廣義相對論啊!暗物質和暗能量的存在會改變能動量張量,但是廣義相對論的公式的形式不變。

但是我前面又說了廣義相對論只是一個有效理論,也就是如果你到非常小的尺度(意味著能量非常高),比如普朗克長度 10^{-35}m ,那廣義相對論開始失效。在那個尺度之下,我們甚至不知道時空是否存在。


現在G的測量精度可能還不支持對此做出檢驗,跟卡文迪許時代相比,諸常數測量值中G的改進是最糟糕的。在報告上聽說(來源待考)甚至不同組之間測得值的方差要比各自給出的允差大一個數量級。


這個看問題角度不同答案也不同,在理論沒得到具體驗證之前沒什麼可說的。


廣相跟暗物質八字不犯沖啊~

本人民科,腦洞勿輕信,強答只為博君一思~

廣相是引力理論~

暗物質是星系運動不符合所觀測的物質根據引力理論應該的軌跡,所以應該是有東西我們沒發現(暗),並不是說引力理論錯了啊~

如果懷疑的是引力理論而不是有東西沒被發現,那就不會有暗物質這個提法,而應該叫長程引力疑難了~


是一個很好的問題。事實上有部分人就在做類似的工作叫「修正引力(Modified Gravity)」,主要想法就是在希爾伯特作用量上面加修正,使得動力學方程在大尺度下顯示出暗物質暗能量存在的效應,而小尺度退化為廣義相對論。不過目前的觀測並沒有更加支持這些理論


題主你發明一個公式,裡面不含有暗物質和和暗能量,這個公式能與實際觀測實驗結果吻合,或者設計一個實驗證明暗物質和暗能量不存在。

如果你不能,那就相信它們是存在的


沒有幾個人能真正理解廣義相對論那麼請問理解的定義是什麼如何判斷一個人理解了相對論?創造宇宙才是屬於理解了?


我感覺引力波的發展與應用能夠解答這個問題。

引力波就像是人類開啟的第三隻眼睛,只有人類把這隻眼睛運用熟練,觀測宇宙的能力才會指數級別上升。

就好比奇蝦第一次進化出地球生物的眼睛一樣,打開了徹底觀察這個世界的窗口一樣。


當年Einstein基於對space-time各向同性的考察而使用Riemannian metrics來描述gravity,然而事先假定space-time metrics是二次型的是沒有道理的,更廣義地,在更大的尺度上我們可以突破二次型的限制用Finsler geometry來描述,並且已經有人通過這種推廣解釋了星系的旋轉曲線和宇宙背景輻射的各向異性。本人也在做這方面的研究,並且發現vacuum solutions和Landsberg curvature tensor相關,全文等見刊後奉上。


不明白最後一句要表示什麼,相對論就可以視作經過修補的牛頓啊。


推薦閱讀:

歐洲研究人員發現難以解釋的超光速現象,這個消息可靠嗎?如果屬實,對物理理論可能會產生哪些影響?
將三維自旋擴充成四維矢量是否可行?
一個沒有「光速不變原理」的世界會有什麼不同?
引力波能有紅移嗎?
如何理解「光速不變」?

TAG:相對論 | 理論物理 | 廣義相對論 |