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量子力学不仅统治微观世界,也统治宇宙中最庞大的物体?

发布时间:2019-02-25 16:59:50  作者:宇宙探索  来源:宇宙探索  阅读:192

    量子力学不仅统治微观世界,也统治宇宙中最庞大的物体?
      量子力学的基石并不仅仅描述无限小亚原子粒子的行为 - 它还支配着宇宙中最大和最重的物体的运动,一位著名的天体物理学家说。
      爱因斯坦的广义相对论通常被认为是物理学天文尺度上的可靠关键,但行星科学家康斯坦丁巴特金(Konstantin Batygin)(行星九的名声)表示,量子力学也可以描述太空中大量错乱的物体的演变,声音。
    量子力学不仅统治微观世界,也统治宇宙中最庞大的物体?
      在加州理工学院的行星物理教学中,巴特金正在探索天体物理学的概念 - 有时称为吸积盘 - 大量自我吸引的物质漩涡,巴特金形容为“已知宇宙中最普遍存在的物体之一”。
      这是因为这些类似的吸积盘看似无处不在:行星轨道恒星形成太阳系,而太阳系又在银河系中心围绕超大质量黑洞。
      但是,尽管这些圆盘可能以圆形开始,但在史诗般的时间段里,它们可能会涟漪和翘曲,表现出巨大的扭曲,天体物理学家仍然无法明确解释。
      这是一个远离所谓的薛定谔方程的星系 - 量子力学的数学核心 - 以奥地利物理学家埃尔温薛定谔的名字命名。
      “[薛定谔]意识到你不能将电子,原子或宇宙中任何其他微小的部分描述为一个球,而这些台球恰恰出现在你期望他们出现的时候,”布伦丹科尔解释说。
    量子力学不仅统治微观世界,也统治宇宙中最庞大的物体?
      “相反,你必须假定粒子的位置在太空中传播,并且他们只有一些出现在你认为他们将在任何时间点出现的概率。”
      这种现象在1926年发表的称为薛定谔方程的表达式中用波函数描述了一个粒子的状态。
      但根据巴特金的新研究, 这个方程不仅仅用于描述粒子。 这些量子计算似乎也管理着许多更大的事物。
      在研究一个称为微扰理论的量子物理学领域时,他看到它如何在数学上代表天体物理学吸积盘演化中的力量,并解释这些巨大的物体如何在超常的情况下发生扭曲,巴特金发现了一些非凡的东西。
      在理论中,天体物理学盘状物可以被模拟为一系列同轴线,它们彼此缓慢交换轨道角动量。
      鉴于这些盘状物的巨大范围和大小以及其中包含的行星,恒星和星系结构数量惊人,它可能会变得非常复杂。
      “当我们用盘状物中的所有材料做到这一点时,我们可以越来越细致,将盘状物视为越来越多的细线,”巴特金解释说。
      “最终,你可以将盘状物中的导线数量估算为无限大,这可以让你将它们数学地模糊成一个连续统,令人惊讶的是当我这样做的时候,我的计算中出现了薛定谔方程。
    量子力学不仅统治微观世界,也统治宇宙中最庞大的物体?
      根据巴特金的观点,随着时间的推移天体物理盘状物变形的大规模经线的行为与粒子类似,并且它们在盘状物材料内传播的方式可以用支配所谓的量子散射理论的相同数学来解释。
      巴特金承认,薛定谔方程的这种应用“不能用作更复杂的数值模拟的一般替代......但可以有意义地用于为数值结果提供定性上下文。”
      尽管如此,想象一个方程式用来描述事物的行为如此之小以至于看不见它们,也可以应用于科学家们现在才开始理解它们的深奥而遥远的深奥引力的行为,这真是太神奇了。
      巴特金表示:“这一发现令人惊讶,因为薛定谔方程在以光年数来看距离时不太可能出现。”
      “从某种意义上来说,代表天体物理盘状物的弯曲和不平衡的波浪与振动弦线上的波浪并没有太大的不同,它们本身与箱子中的量子粒子的运动没有太大差别。”
      “现在回想起来,这似乎是一个明显的联系,但是开始发现这种互惠背后的数学支柱是令人兴奋的。”