[论文解读] General Ether Theory

I. Schmelzer|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2000

Quantum Mechanics and Applications参考文献 55被引用 6

一句话总结

本文提出广义以太理论（GET），这是一种度规引力理论，从具有绝对时间与欧几里得空间的牛顿时空中的经典以太出发，推导出爱因斯坦方程。通过引入包含 Υ 和 Ξ 的修正拉格朗日量，GET 在 Ξ, Υ → 0 的极限下重现广义相对论，同时预测稳定冻结星而非黑洞，大反弹而非大爆炸奇点，并自然产生暗物质项。该理论支持爱因斯坦等效原理，并通过原子以太提供一致的量子化框架，给出一个保持洛伦兹不变可观测量的优选参考系。

ABSTRACT

The paper is an introduction into General Ether Theory (GET). We start with few assumptions about an universal "ether" in a Newtonian space-time which fulfils ∂tρ + ∂i (ρvi) = 0 ∂t(ρvj)+∂i(ρvivj+pij = 0 For an "effective metric" gµν we derive a Lagrangian where the Einstein equivalence principle is fulfilled: L = LGR - (8πG)-1(Υg00 - Ξ(g11 + g22 + g33))√-g We consider predictions (stable frozen stars instead of black holes, big bounce instead of big bang singularity, a dark matter term), quantization (regularization by an atomic ether, superposition of gravitational fields), related methodological questions (covariance, EPR criterion, Bohmian mechanics).

研究动机与目标

• 在具有绝对时间与欧几里得空间的牛顿时空背景下，基于经典以太发展一种度规引力理论。
• 从以太动力学与守恒定律的基本假设出发，推导爱因斯坦等效原理。
• 通过引入原子以太，为引力的量子化提供一致框架，以正则化奇点。
• 通过在基本层次保持优选参考系，同时维持可观测量的洛伦兹不变性，实现玻姆力学与引力的统一。
• 通过证明优选参考系与量子及相对论预测相容，挑战基本洛伦兹不变性的假设。

提出的方法

• 从密度为 ρ、速度为 vi 的经典以太的连续性方程与动量方程推导有效度规 gμν。
• 构建拉格朗日量 L = LGR − (8πG)−1(Υg00 − Ξ(g11 + g22 + g33))√−g，其中 LGR 为爱因斯坦-希尔伯特作用量。
• 使用拉格朗日形式体系推导爱因斯坦等效原理，表明该理论在 Ξ, Υ → 0 时退化为广义相对论。
• 引入原子以太模型以正则化量子引力，利用运动网格定义离散守恒定律与约束条件。
• 将玻姆力学应用于场论框架，使用波泛函在优选参考系中引导场构型。
• 证明尽管存在基本洛伦兹对称性破缺，可观测量仍能保持洛伦兹不变，方法为退相干与量子平衡。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有绝对时间的牛顿时空中的经典以太是否能导出一个在适当极限下重现爱因斯坦等效原理与广义相对论的理论？
• RQ2 在相对论性量子理论中，如何在不破坏可观测量洛伦兹不变性的前提下，一致地维持优选参考系？
• RQ3 为在经典以太框架内解释暗物质并避免宇宙学奇点，爱因斯坦-希尔伯特作用量需要做出何种修正？
• RQ4 能否通过在基本层次保持优选参考系，将玻姆力学一致推广至量子引力？
• RQ5 贝尔不等式的破缺如何支持在定域实在论量子理论诠释中优选参考系的存在？

主要发现

• 拉格朗日量 L = LGR − (8πG)−1(Υg00 − Ξ(g11 + g22 + g33))√−g 在 Ξ, Υ → 0 时重现广义相对论，同时引入新物理效应，如稳定冻结星与大反弹宇宙学。
• 该理论预测黑洞奇点不存在，取而代之的是由于以太存在下事件视界形成被破坏而产生的稳定冻结星。
• 修正拉格朗日量自然地产生新的暗物质项，为暗物质提供几何起源，无需假设新场。
• 通过原子以太模型进行量子化可正则化该理论，守恒定律在运动网格上保持不变，从而实现一致的正则量子化程序。
• 玻姆力学为 GET 中的量子引力提供了一致诠释，其中优选参考系为基本结构，但可观测量由于量子平衡与退相干仍保持洛伦兹不变。
• 贝尔不等式的破缺与优选参考系并不矛盾，因为概率测度 |ψ|² 仅在一个参考系中定义，但其结果仍能复现所有不同时间与参考系中的量子预测。