[论文解读] Gravitation as deduced from submicroscopic quantum mechanics

Volodymyr Krasnoholovets|ArXiv.org|May 20, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 39被引用 12

一句话总结

本文提出，引力源于粒子与空间的亚微观结构单元——超粒子——的散射，导致惰性引力子（惯性质量的量子）的发射。通过使用一种基于晶格化、简并空间的确定性量子力学模型，作者推导出牛顿引力作为由惰性引力子介导的相互作用的涌现现象，表明引力势能与引力吸引力源于大质量物体之间的相干惰性引力子云。

ABSTRACT

Based on the model of a "soft" cellular space and deterministic quantum mechanics developed previously, the scattering of a free moving particle by structural units of the space -- superparticles -- is studied herein. The process of energy and inert mass transmission from the moving particle to superparticles and hence the creation of elementary excitations of the space -- inertons -- are analyzed in detail. The space crystallite made up around the particle in the degenerate space is shown to play the key role in those processes. A comprehensive analysis of the nature of the origin of gravitation, the particle's gravitational potential 1/r, and the gravitational interaction between material objects is performed. It seems reasonably to say that the main idea of the work may briefly be stated in the words: No motion, no gravity.

研究动机与目标

• 解释引力的起源是粒子与量子结构化空间相互作用的结果，而非基本力。
• 通过将空间建模为由超粒子组成的简并、晶格状介质，弥合量子力学与广义相对论之间的概念鸿沟。
• 通过与结构化真空的相互作用，为量子力学建立确定性基础，避免概率诠释。
• 证明1/r引力势能与牛顿引力可从大质量物体之间相干惰性引力子场相互作用中涌现。
• 在基于惰性引力子场与空间晶粒的单一框架下统一惯性、引力与量子行为。

提出的方法

• 将空间建模为由处于基态的超粒子组成的简并、弹性晶格结构，形成量子真空。
• 将粒子定义为该空间的局域形变（晶粒），其范围为康普顿波长尺度，超粒子属性发生改变。
• 引入“惰性引力子”作为惯性质量的量子，粒子在与超粒子散射时发射，携带动量与能量。
• 使用惰性引力子云模型描述两个大质量物体之间的惰性引力子交换，导致短距离内出现∝ r²的有效谐振势。
• 从长程惰性引力子相关性推导出牛顿引力势1/r，当惰性引力子云扩展至康普顿尺度之外时成立。
• 应用热德布罗意波长与惰性引力子波长关系，估算惰性引力子相关范围，表明当r < 2Λ_Θ时引力开始显现。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何从亚微观量子过程而非基本相互作用中推导出引力？
• RQ2 空间晶粒（形变云）在介导引力与惯性力中起什么作用？
• RQ3 惰性引力子场——惯性质量的量子——如何介导大质量物体之间的引力相互作用？
• RQ4 在何种条件下，惰性引力子介导的相互作用会从谐振势过渡为1/r牛顿势？
• RQ5 惯性力与离心力能否被解释为结构化空间对加速度的响应？

主要发现

• 引力并非基本力，而是源于粒子在简并、晶格状空间中与超粒子散射，导致惰性引力子发射的产物。
• 当惰性引力子云扩展至康普顿尺度之外时，1/r引力势能由大质量物体之间的长程惰性引力子相关性产生。
• 在短距离下，由于相干惰性引力子云重叠，相互作用势能变为谐振势∝ r²，与晶体中的实验观测一致。
• 惰性引力子场为惯性提供了物理机制：对加速度的抵抗源于空间对惰性引力子发射的反冲。
• 热惰性引力子相关长度Λ_Θ ≈ 10 μm（室温下）且≈1 mm（4 K时），定义了惰性引力子介导引力显著作用的范围。
• 该模型预测当r > 2Λ_Θ时引力消失，意味着短程引力实验必须排除电磁力与卡西米尔力，以隔离惰性引力子效应。