量子引力场论的微观数理基础与分析

2022-10-15

1964年, 美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷, 是基本电量的2/3或-1/3倍, 自旋为1/2。夸克按其特性分为三代, 如下表所示:

世代自旋特色中英文名称符号带电量/e质量/MeV.c-2

量子色动力学认为, 一般物质是没有“色”的, 组成重子的三种夸克的“颜色”分别为红、绿和蓝, 因此叠加在一起就成了无色的 (另外, 由同色的一个夸克和一个反夸克组成的束缚态, 是由一个反上夸克和一个下夸克组成的, 它们都是无色的) 。因此计入6种味和3种色的属性, 共有18种夸克, 另有它们对应的18种反夸克。当然, 夸克都是被囚禁在粒子内部的, 不存在单独的夸克。

对于目前的夸克理论研究, 并没有形成数理上的统一分析结论, 但所发现的上述各类夸克, 以及一些基本粒子

玻色子:规范玻色子:γ·g·W±·Z0

合成粒子

强子:重子/超子/核子:p·n·Δ·Λ·Σ·Ξ·Ω·介子 (列表) /夸克偶素:π·K·ρ·J/ψ·Υ

其它:原子核·原子·奇异原子:电子偶素·分子

基本粒子和基本交互作用

基本粒子

费米子:夸克·轻子

玻色子:胶子·光子·W及Z玻色子·引力子*#·希格斯玻色子*

基本相互作用

强相互作用·电磁相互作用·弱相互作用·引力相互作用#

这些粒子都是通过不断的实验与观测得到的结果, 统一的数理理论应该是这样的:一切物质与暗物质都是在运动状态下的一种能量态 (包括光子, 引力子, 电磁基波等在静止时质量为零) 。可以说, 任何物质在运动状态下都有质量;质量是由其本身的微观结构和运动状态决定的。同时处于运动状态下的物质与暗物质, 其区别就在于电磁性的存在和强弱。

1 三种物质的微观结构

1.1 根据微观结构 (《微观结构》<科技资讯>2008年31期) 的代数相关性, 宇宙的原基态可分三类

即正反粒子 (如正反电子, 质子, 电磁极子等) , 属于可视性物质。它们的聚合体形成了一切宇宙间各种恒星与围绕它们旋转的卫星等星体。

二类是符合的重叠平行向量群构成的平行性结构粒子流, 如光子, 引力子, 电磁基波 (电磁基波的量子态数模为:

这里G3D是微观结构中第二类基本粒子的一种数模, λii表示态向量, 也就是夸克的量子态。电磁基波, 从微观结构的理论分析, 是由四个夸克组成的交叉异向超对称结构。其三维柱状及内部夸克电磁性的差异表现出与光子运动规律既存在相同性, 又有区别性。其波动的振幅更大, 绕轴旋转, 存在弱电磁性等。

三类是符合的形成的平行闭合性结构, 即超对称而不可视的暗物质。模的形态为:

成的平行闭合性结构, 即超对称而不可视的暗物质。模的形态为:

如中微子, 费米子, 玻色子等。

1.2 电性分析

显然, 一类可视性物质是带电的, 也就是显示电磁性的。二类与三类 (暗物质) 是不带电的, 没有电磁性的;或带弱电磁性的电磁基波等 (电磁基波, 从微观结构的理论分析, 是由四个夸克组成的交叉异向超对称结构。其三维柱状及内部夸克电磁性的差异表现出与光子运动规律既存在相同性, 又有区别性。其波动的振幅更大, 绕轴旋转, 存在弱电磁性。有待论证) 。

1.3 相互作用

一类可视性的物质相互产生强电磁作用。因为它们电性的全部是向外感应且电荷值是所有夸克电荷数的代数和不为零, 所以不论互吸还是互斥都是很强烈的。

二类粒子流相遇时由于算子的作用自然转化为同向性而没有电磁效应, 仅产生强化 (能量聚集增大) 的作用。另外是一些中性粒子与带弱电磁基波产生相溶消化状态 (由运动变成静止) 。

三类暗物质由于内部的结构属于相互吸引, 而外部没有电磁感应呈中性, 相互的弱作用仅来自夸克自身的本能电磁性, 也就是存在一种相互自吸引力。当然, 暗物质相互之间是没有较强引力的。

2 可视性原理

可视来自对第二类粒子流特别是光子的反射性, 也称相互性 (可视物质与光子相互可视, 因为光子在没有遇见反射性物体时也是不可视的) , 这种物质也就是第一类带电磁性的物质。因为第一类与第二类物质容易产生排斥作用进而产生能量并发生反射现象。而第二类与第三类物质相遇时出现相溶没有反射现象, 不发生任何明显效应, 也就不可视了。

3 湮灭理论

(1) 第一类正反粒子相互碰撞生产第二类, 第三类, 或同时产生第二, 三类粒子。设定一个Gi为相同定义下G在数域F (i∈±n) 存在的亚纯线性相关模, 显然有下列过程:

(2) 第二类相互碰撞产生能量增强过程, 由于自然的整合同向性而有:

相溶静止态G2i与G2λ (λ∈±N) 相同, 例如光子与电磁基波有:

而产生相溶。

(3) 第三类湮灭时产生正反电磁性的第一类, 过程为:

GQ---------高热能

4 宇宙场论

4.1 不同类的天体与分布

我们首先要明确, 一切发光天体——恒星, 是正粒子 (带正电荷) 的聚合体;反射者为反粒子 (带负电荷) 的聚合体。我们的太阳就是正粒子的聚合体, 由于它不断与周围被自然电磁强力吸引来的反粒子碰撞发生剧烈物理, 化学变化而产生第二类物质如光子, 引力子 (属于恒星能量基波, 态向量空间结构上与光子垂直, 静止时质量为零) 等, 以及第三类暗物质并释放高能量 (这里要说明的是, 太阳的核聚变学说是不正确的) ;各个行星天体就是反粒子的聚合体。由于暗物质特有的性能, 所以宇宙天体的整个结构及运行状态与暗物质的存在, 分布密切相关。

宇宙间天体的不同空间分布, 就有不同的本身内部结构, 产生出恒定的万有引力。一切宇宙星系天体的变化都是在临界态下有序的交叉整合, 其平衡的中介体就是第三类暗物质。如果把正反粒子的物质聚合体看作为人体骨架时, 暗物质就是肌体了, 第二类物质就是神经上的信息传导了。 (一点推论:暗物质在地球上的存在验证或许就是附体在动物身上的古代称谓的灵魂吧, 这一点有待生命科学的进一步研究了) 。

4.2 引力分析

不论是万有引力定律, 还是爱因斯坦相对论, 都是物体运动状态下的定律, 是适应于一, 二类微观结构中的基本粒子的运动定性。因为万有引力作用于有电磁力的物质之间, 而相对论也是相对于可视的物质特别是在观察我们周围的物质得到的时空观, 也都就是建立在有形天体之间的, 宇宙空间的一种理论。包括光子, 引力子 (注:引力子属于恒星能量基波, 其态向量空间结构上与光子垂直, 静止质量为零) 等。所以对于暗物质也就是第三类基本粒子, 这种经典力学理论与相对论是不适应了。由于暗物质的特殊结构和性质, 一般它不与任何可视的物质发生作用, 也就不产生任何引力, 但它随时随机填补物质间出现的空隙 (包括能量空隙) 。可以说, 它能侵蚀到物质的任何, 任意微观空间。观察得到的自由穿透任何物质也就是这个道理和原因。并能保持宇宙的物质密度永远处于临界点, 而总能量 (物质能量密度与暗能量密度之和) 也就决定了宇宙的几何特性。

暗物质由于自身的结构是引力自吸引的 (这里暗能量是引力自相斥的, 并且在宇宙中几乎均匀分布的) , 但存在冷热之分:不论是宇宙大爆炸最初产生的, 还是宇宙物质的衰变, 碰撞产生的都是热能量暗物质;那些处于稳定状态的就是冷 (表示不活跃态) 能量暗物质。由于物质间存在万有引力, 所以促使宇宙物质凝聚成块, 暗物质也就会自然聚集在一起, 进而形成各种天体区域空间, 以及黑洞等。其相互引力来自不同暗物质微观结构当中的外部异性 (电荷) 夸克所产生, 只类聚, 不作用。暗物质, 暗能量有随机性:暗物质表现在速度上是任意的 (不论多远都可以即刻到达) , 暗能量的大小由空间需要状态确定。也就造成了相对中的空间和时间的弯曲 (因为暗物质速度上的任意性, 一定状况下速度大于光速) 。

摘要：本文结合《微观结构》理论, 对宇宙空间的物质组成, 性质, 相互作用, 存在的状态, 相互碰撞下的变化, 以及宇宙的量子引力场论给出了微观上的数理分析, 是夸克理论在量子力学特别是基本粒子中的具体化。

关键词：暗物质,微观结构,夸克,可视性,宇宙