bang又一个炸弹：新引力理论或许废除暗物质的概念

Nixiangzenyang

一个新的引力理论或许可以解释星系中星星奇怪的运动。这个名叫表象引力的理论，准确地预测了星系里星星运行的偏差，这种偏差通常通过暗物质来解释。其作者Erik Verlinde是有名的弦理论专家，他是阿姆斯特丹大学和德尔塔学院的理论物理教授，他今天发表了一篇论文扩展了他的开创性的引力理论。

2010年Verlinde提出一套完整的新引力理论震惊了世界。按照这个理论，引力并不是自然界的基础作用力，而只是一种现象。就如温度只是微观粒子运动的表象而已，引力也只是时空里隐藏的最基础的信息的变化的表象。

从信息里推导出的牛顿定律
在他2010年的论文中，Verlinde展示了如何从微观结构推导出著名的牛顿第二定律，这个定律描述为什么苹果会落地、为什么卫星会在轨道上运行。现在的新论文扩展了他和别人之前的努力结果，展示了如何在无须暗物质的假设下，解释星系中星星运动的异常。

在星系的外围部分，譬如我们所在的银河系，旋转的速度远超星星、行星以及星系气体的等正常物质所能够维持的速度。必须要有其他的途径来提供额外的引力来维持这种速度，因而科学家们提出暗物质的假设。暗物质支配着宇宙，占据宇宙中物质的80%。然而尽管付出极大的努力，目前为止人类还没有探测到暗物质粒子。

无需暗物质
按照这个理论，暗物质不再是必须的。在预印版服务器上发表的新论文里，Verlinde展示他的理论如何精确地预测银河系以及其它星系的运转。“我们有证据表明这个理论和观测结果一致。在大尺度上，引力看起来并不是爱因斯坦的理论预测的那样”。

乍一看起来，这个理论和改良的牛顿定律差不多。但是改良的牛顿定律只是对牛顿定律的改进，这个理论是全新的一套。“这是完全不同的东西”，Verlinde说。

加入了全息原理
这个理论的内容之一是加入全息原理，全息原理是Verlinde的导师99年诺奖得主Gerard 't Hooft和Leonard Susskind共同提出。根据全息原理整个宇宙的信息可以映射在一个包含整个宇宙的巨大的假想的球面上。Verlinde现在认为这个理论不是完全正确，部分的宇宙信息是存在于宇宙空间内部的。

这个额外的信息用来描述宇宙的另外一个黑暗的成分：暗能量，这个造成宇宙加速膨胀的因素。通过研究这个额外信息对于普通物质的作用，Verlinde得出一个令人震惊的结论。普通的引力可以通过计算包含整个宇宙的巨大的想象球面上的信息得到，而这个包含在空间中额外的信息造成的引力和暗物质引力非常匹配。

在科学变革的边缘
引力理论迫切地需要变革，如同Verlinde的新理论，因为目前的引力理论无法和量子物理兼容。引力和量子力学都是20世纪科学史上的皇冠，但是它们互相矛盾。在极端情形比如黑洞附近或者大爆炸的时刻，理论就出问题了。Verlinde说“许多科学家如我一样，致力于修改引力理论，并且取得了很大的成就。我们或许处于科学变革的边缘，这将从根本上改变我们对于时间、空间和引力的认识”


http://phys.org/news/2016-11-theory-gravity-dark.html

rayki

dart matter 就算是没有了？还是说有。。但是不是星星运行的偏差的主要因素了？
好复杂。

Nixiangzenyang

rayki 发表于 2016-11-9 12:24
dart matter 就算是没有了？还是说有。。但是不是星星运行的偏差的主要因素了？
好复杂。  ...

暗物质是基于现有的理论的预测和观测的结果不一致，所以必须有这种假设，否则理论和观测就不同了。
只要能找到暗物质就问题不大，现在的理论就安全。问题是人类找暗物质找了几十年，没有任何进展
所以可能是理论上出问题了，但是爱因斯坦太光辉了。。。。

Nixiangzenyang

rayki 发表于 2016-11-9 12:24
dart matter 就算是没有了？还是说有。。但是不是星星运行的偏差的主要因素了？
好复杂。  ...

1933年就有人观测到星系运动的异常，提出暗物质。到现在也找不到暗物质粒子。人类认为自己的引力理论是正确的，
所以必须有暗物质才能解释这种异常。



如果人类认为自己的引力理论有问题，那就不需要暗物质的假设，而是需要改善引力理论。可是暗物质的问题没解决，后来
又出了个暗能量。。。

每次涉及到这两个暗，必然是争吵的天翻地覆

k200

石破天惊的理论。dark matter 是目前主流理论漏洞的补丁。就和黑洞一样。

不知道这个emergent gravity 是否被天文物理界接受了没有？

Nixiangzenyang

k200 发表于 2016-11-9 16:49
石破天惊的理论。dark matter 是目前主流理论漏洞的补丁。就和黑洞一样。

不知道这个emergent gravity 是 ...

没那么重磅吧，学术界不会那么快抛弃旧理论的。感觉象征性意义更大，有越来越多的学术界内部公开争议了

Disorder

Erik says S = 2 π M R / ħ and emergent gravity is a way out


I say god knows

.

剥洋葱

运动不规律的真像也许很简单，就是有高级文明的干扰，可怜的人类还试图预测
比如一群笼子里的鸡发现每天上午10点食物都会自动出现，把这个当成了规律，结果有一天食物没有出现，出现了一把刀，这个笼子的鸡就消失了。别的鸡就试图把刀这个因素加进来接着预测
------三体

Nixiangzenyang

剥洋葱 发表于 2016-11-10 15:22
运动不规律的真像也许很简单，就是有高级文明的干扰，可怜的人类还试图预测
比如一群笼子里 ...

以后科学家应聘都要通过三体测试

Nixiangzenyang

Disorder 发表于 2016-11-9 21:25
Erik says S = 2 π M R / ħ and emergent gravity is a way out

me2：）

jennifercd

很有趣

Nixiangzenyang

全部翻译了。 熵=引力，真是难以理解，研究弦理论的真不是一般人

jewar

熵=引力，有趣，引力是内在的相互作用，熵决定反应发生方向，两个说起来还真有点关系。
暗物质一直和以前的以太的概念很类似，估计这个理论要让丁肇中哭了

Nixiangzenyang

jewar 发表于 2016-11-14 21:41
熵=引力，有趣，引力是内在的相互作用，熵决定反应发生方向，两个说起来还真有点关系。
暗物质一直和以前的 ...

我感觉这个有点玄乎，打个比方，温度以及物质的状态比如原子排列是否有序--例如碳是石墨还是钻石的状态，应该会影响到熵大小吧。如果熵=引力，那物体温度不同，或者物质处于不同状态，那引力不同、质量不同？好像不可能吧

山区好

弦理论专家

这个不是生活大爆炸里面2个人的专业研究嘛。。。

Nixiangzenyang

山区好 发表于 2016-11-14 23:03
弦理论专家

这个不是生活大爆炸里面2个人的专业研究嘛。。。

没看过生活大爆炸，每次在youtube上搜索big bang出来的都是这个电视剧
弦理论就玄在无法用实验区验证，物质由能量弦组成，无法用实验验证，曲高和寡