天体物理学家提出了一种没有守恒定律的新引力理论
广义相对论是基于弯曲时空的概念。为了描述场的能量和动量如何在时空中分布,以及它们如何与引力场相互作用,使用了一种特殊的数学结构——能量动量张量。这是普通力学中能量和动量的一种类比。
在广义相对论中,能量动量张量被认为是不变的或守恒的。例如,就像在普通力学中一样,能量守恒定律得到满足。然而,这种假设并不总是合理的。例如,在足够高的能量下,会出现所谓的不可重整性问题。从技术上讲,这意味着出现了无法消除的数学缺陷。
俄罗斯人民友谊大学的一位天体物理学家建立了一种新的引力理论,其中不需要能量动量张量的“守恒定律”。该研究发表在《欧洲物理杂志 C》上。
“爱因斯坦引力的不可重整化问题是众所周知的。这导致了数十次尝试将其视为低能理论。例如,在弦理论中,爱因斯坦的经典方程只是无限级数中的第一项因此,在高能量和/或黑洞视界内,时空曲率和引力有可能偏离爱因斯坦的广义相对论。
“这可以用不同的方式来解释。然而,无论如何,在高能量水平下,能量动量守恒定律可能会被违反。”俄罗斯人民友谊大学重力与宇宙学教育和科学研究所的研究生 Hamidreza Fazlollahi 说道。大学说。
法兹洛拉希建立了一个新的引力模型。他从所谓的吉布斯-迪昂关系开始。这是一个方程,显示了热力学系统中其组成部分的指标如何变化。转换后,我们得到了一个在形式上类似于经典爱因斯坦方程的方程,但具有不同的因子和常数。场方程补充了两项。第一个描述温度-熵,第二个描述电荷和相互作用。
天体物理学家表明,新的引力模型对于不同环境是一致的,可用于天体物理和天文学研究。举例来说,作者通过计算宇宙发展的两个阶段——暴胀和加速膨胀来检验新理论。新理论的迹象与实验观察结果一致。
“作为一个示例应用,我们研究了球对称解以及宇宙早期和晚期的演化。该模型没有给出关于爱因斯坦真空引力的任何差异,”法兹洛拉希说。
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