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作者 Schwinger (千金之子不死於盜賊)
標題 Re: [新聞] 愛因斯坦預言獲證實　科學家發現重力波
時間 Fri Feb 12 22:43:10 2016



      跟鄉民嘴砲一些跟重力波有趣的東西,比如重力波的自旋為何是2, 不是1或是0?

或更高甚至其他更高的自旋或是半奇數1/2,3/2等等,這個算是非常非常困難又有趣的東西,

我們可以在量子場論知道一件深刻的道理就是可以證明


          自旋是奇數的粒子一定會相斥(二個電子是相斥)

          自旋是偶數的粒子一定會相吸(這就是為什麼重力本質是相吸)

  如果重力子是自旋是0,因為光子(電磁場)自旋是1,要算機率振幅就是在數學上來說就是

用傅立葉轉換得到一個Green函數,也就是江湖上的傳播子,然後二邊夾Dirac notation得到


                     μ     1    ν

                    T    ------ T   = 0
                      μ     2    ν
                            k

     自旋是0的重力子要和電磁力作用的話,因為我們知道二個電磁應力-能量張量一上

一下是反對稱沒有對角線項,所以機率振幅是0,也就是電磁場和重力要耦合這是不可能的

https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_stress–energy_tensor
Electromagnetic stress–energy tensor - Wikipedia, the free encyclopedia
In relativistic physics, the electromagnetic stress–energy tensor is the contribution to the stress–energy tensor due to the electromagnetic field.[1] The stress–energy tensor describes the flow of energy and momentum in spacetime. The electromagnetic stress–energy tensor contains the classical Maxw ...
 

          所以太陽光經過大質量物體(地球)光線會彎曲而不是和重力相互作用,

量子場論這件事情是這樣看的!!!! 物理人看事情比較不浪漫一點XD

       那麼重力子為何不是半奇數呢?  這是因為交換重力子和沒有交換重力子的的機率

振幅為0,這件事情真正原因其實我也不太知道為什麼,有人說重力起源是交換微中子造成的

但是從量子物理語言,重力子自旋是整數意思是boson,所謂的boson是傳遞的媒介的粒子,


相對於半整數的fermion構成物質的,至於為何重力子不能構成物質這奧秘有待科學家去

發現吧?

      那如果重力相吸,排除0,1接下來就是2了,通常正常物理人不會隨便討論自旋大於2的

鬼東西,重力子當然有可能是4,6,8.....希望25世紀的人告訴我們吧?


     但是至少根據規範不變性(gauge invariance)重力子是2能滿足Lorentz invariance,

而且規範不變性很神奇的是能夠將導入愛因斯坦的的美麗的等效原理


      最後嘴泡一下重力波的偏振怎麼看


愛因斯坦方程

https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_field_equations
Einstein field equations - Wikipedia, the free encyclopedia
The Einstein field equations (EFE; also known as "Einstein's equations") are the set of 10 equations in Albert Einstein's general theory of relativity that describes the fundamental interaction of gravitation as a result of spacetime being curved by matter and energy.[1] First published by Einstein  ...
 

                               1             8πG
                    R     -  ---- g    R  = ------- T
                     μν          μν         4     μν
                               2               c

其實愛因斯坦方程左邊其實都是度規g   的微分而已,雖然全部用度規寫下來有點噁心,
                                 μν

   我們可以發現除了常數之外,一定有2個指標,這件事情其實有很深刻的意義,用白話一點

來說這是一個張量場2的非線性雙曲方程,怎麼知道這個是雙曲方程呢?  就是做弱場近似



                              g    =  η     +  h
                               μν     μν      μν

可以得到電磁場的d'Alembert算子作用的方程

         https://en.wikipedia.org/wiki/D'Alembert_operator
d'Alembert operator - Wikipedia, the free encyclopedia
 

                      □ h      = 0
                           μν

   寫下這方程式就可以知道,重力波理論跟電磁理論某些數學是很類似的,差別是電磁理論

是指標為1的向量場,這裡是指標為2的張量場


          這件事情可以讓我們知道重力波的偏振態有2個,E模態偏振和B模態偏振,這裡的

E模態和B模態只是借用電磁學名稱,跟電磁學沒有關係,用TT gauge


有四個方向(用TT gauge)可以寫出這四個分量的平面波方程(外面類似矩陣就不打了orz)


                                    0   0    0    0
                          h     =                        -i (ωt-kz)
                           μν     0   h_+  h_-  0     e

                                    0   h_-  -h_+ 0

                                    0    0    0   0


      所以重力波有二種模態跟他的自旋是2和愛因斯坦方程數學解特性有很大關係,

有錯誤再請指正吧orz





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※ 同主題文章:
[新聞] 愛因斯坦預言獲證實　科學家發現重力波
02-11 23:51 urdie.
Re: [新聞] 愛因斯坦預言獲證實　科學家發現重力波
02-12 22:43 Schwinger.
推 peter0627: 阿鬼 你還是說中文吧....1F 02/12 22:43
推 DogBe105: 跟我想講的一樣2F 02/12 22:44
推 Alexboo: 我遇到這種情況  我都會說   那個等號真美啊3F 02/12 22:44
推 leemt: 每個字都看得懂 放在一起看不懂4F 02/12 22:44
推 hongzero: 嗯嗯 跟我想的一樣5F 02/12 22:45
推 gxlin: 肥宅聚集地無誤6F 02/12 22:45
推 haydenhhh: 快推阿，不然別人以為7F 02/12 22:45
推 teatimeptt: 我看完了...8F 02/12 22:46
→ kopiayu: 反正有問題用弦論解決就對了
                                             我亂講的9F 02/12 22:46
噓 lucifiel1618: 大師別亂講啊，甚麼兩個自旋是奇數的粒子一定相斥11F 02/12 22:47

                       Zee的場論有寫,自己去翻看看吧


https://www.quora.com/Quantum-Field-Theory/Why-do-particles-of-odd-integer-
spin-generate-forces-which-can-be-both-attractive-and-repulsive-whereas-
particles-of-even-integer-spin-only-attract

→ lucifiel1618: 先不說電子是半奇數，難道正子和電子會相斥12F 02/12 22:48

                      我是說spin不是電性ok? 我貼這個比較清楚一點,sorry

推 wantotellyou: 用度規展開有種莫名的快感...13F 02/12 22:48
推 makoto0952: 重力子還沒找到吧?14F 02/12 22:49
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/12/2016 22:50:29
噓 andy830708: 講中文很難？15F 02/12 22:50
推 orze04: 放棄 看不懂16F 02/12 22:52
推 wing74714: 哇嗚 你說的是中文嗎17F 02/12 22:52
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/12/2016 22:53:38
→ lponnn: 拜託重修量力18F 02/12 22:53
推 golover: 說白話點，不然你把不到妹子19F 02/12 22:54
→ lucifiel1618: 你根本就沒仔細看你貼的連結吧，那是說不同spin的20F 02/12 22:56
推 chihchuan: 我同意21F 02/12 22:56
→ vitLink64: 嗯嗯 所以能把重力自旋變成奇數就反重力能飛了是嗎？22F 02/12 22:57
→ lucifiel1618: 粒子會從電量得到不同的效果，但都有吸斥力存在。23F 02/12 22:57

          這種東西是證明,你說那個要證明頂多就計算上面電子和正電子頂多改正負號,

差一個正負號就改相吸而已啦


※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/12/2016 23:00:07
→ lucifiel1618: 比方兩個spin odd的粒子電量分別帶q1,q2，如果q1q2<24F 02/12 22:58
推 TABEKING: 恩恩 就是這樣25F 02/12 22:59
推 tin123210: 你直接跟大家說能不能做超重力砲就好,我看得好痛苦26F 02/12 22:59
→ lucifiel1618: 0是吸力，q1q2>0是斥力，但spin even剛好相反27F 02/12 22:59
推 halfjustice: 你要文組怎麼辦28F 02/12 22:59
推 momoisacow: 我想只有30歲女生會被你吸引到29F 02/12 22:59
推 Roger5566: 好深奧 給個推30F 02/12 23:00
推 teremy: 嗯嗯 跟我想的一樣31F 02/12 23:02
推 PRME: 嗯嗯差不多再加點香菜就可以了32F 02/12 23:03
推 loveyou9527: 再來點胡椒就可以了33F 02/12 23:05
→ insaneLin: 跟上篇回文有得拼34F 02/12 23:06
推 flushwing: 拜託講中文QQ35F 02/12 23:08
推 dnek: 你在賣弄三小，對啦我文組崩潰了36F 02/12 23:08
推 LDY97: 有些地方奇數 半奇數好像寫錯了  確認一下37F 02/12 23:10
推 wigping: 雖然都是中文字，但我完全看不懂耶！好神奇哦38F 02/12 23:11
→ iron2528: 我看倒像綠豆糕39F 02/12 23:13
推 superbabaya: 還跟我想的差不多40F 02/12 23:16
推 jackhg: 應該沒有女生聽的懂這些東東41F 02/12 23:19
推 skdef37372: 我有兩顆重栗子42F 02/12 23:19
推 l75cm: 幹 我真宅 竟然能理解原PO講的43F 02/12 23:20
推 leoz69927: 我也是這樣想44F 02/12 23:20
噓 larp0: 嗯嗯 沒錯 跟我想ㄉ一樣45F 02/12 23:20
推 llokioo: 沒錯46F 02/12 23:21
推 loserfatotak: 別在提一堆粒子了，先解釋重力波如何產生重力波和黑洞融合如何把質量轉變成能量吧47F 02/12 23:21
→ llokioo: 但是我看不懂49F 02/12 23:22
推 zxc78123: 推 不然別人會以為看不懂50F 02/12 23:23
推 sky226778: 我只能推了 不然別人會以為我不懂51F 02/12 23:27
推 nickcatwang: 嗯 我也是這麼覺得52F 02/12 23:28
推 skyringcha: 這個物理碩畢業應該看不董  要物理博對吧!53F 02/12 23:28

     先聲明,我是業餘的啦,學位也不是寫物理,我自己也不知道我碩士除了寫一篇論文

打工賺錢之外其他時間在幹嘛XD

   在台灣廣義相對論物理這種東西大部分的人都是自己念的,然後做研究比念書難100倍啦

沒錢又辛苦,這就是大家不想念博士的原因吧XD

噓 maderfucker: 幹工三小54F 02/12 23:31
推 koim: 好美的文字……我先睡一下55F 02/12 23:34
推 kibou: 先推  睡醒再看56F 02/12 23:34
推 xc332211: 是你不會講中文還是我看不懂中文57F 02/12 23:37
推 IQ120: 就算你講錯也沒人知道58F 02/12 23:39
推 oSCo: 哈哈，完全看不懂59F 02/12 23:42


          其實我也只是昨天複習2008年的書就嘴砲了,有關TT gauge的討論可以看

這講義,簡單來說有質量就會少一個偏振方向,有沒有質量這件事情在物理是很敏感的

然後再加加減減從數學特性得到2個偏振態

http://eagle.phys.utk.edu/guidry/astro616/lectures/lecture_ch21.pdf

   所以我敢說重力波的偏振絕對是從重力子自旋2猜出來的,也就是重力子應該要存在的


※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/12/2016 23:49:12
噓 chlechin: 理組看不懂60F 02/12 23:48
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/12/2016 23:50:43
→ trbmon: 八卦呢？61F 02/12 23:50
推 PhySeraph: 好啦  跟我想的一樣  給推62F 02/12 23:52
推 jympin: 沒修過量力一定看不懂63F 02/12 23:56
推 Atholl: 講人話64F 02/13 00:02
推 celebleaf: 看不懂也給推XD65F 02/13 00:03
推 BlackCoal: 說中文很難嗎？？66F 02/13 00:04
推 powerair: 魯西ㄈ永遠都只會躲推文說別人錯 po一篇來看看67F 02/13 00:05
推 crea0520: 所以，重力波是什麼？68F 02/13 00:06
推 minbo1116: 阿鬼，不是說好講中文嗎？！69F 02/13 00:09
推 imdog: 看起來很厲害 帥度+99分70F 02/13 00:09
推 s92228: 所以請問原Po有講正確嗎，還是推文，我該相信誰71F 02/13 00:17
推 darren8221: 講人話!72F 02/13 00:20
推 howard396501: 直接END，講中文吧QQ73F 02/13 00:23
推 p49309074: 大致來說可以了，細節部份需再加強，加油。74F 02/13 00:25
→ rockonpizza3: 我大概懂了~ 對了 你剛剛說的是中文嗎?75F 02/13 00:25
推 adaadaadaben: 重力波的quantization可以用場論處理嗎?感覺怪怪的76F 02/13 00:29

            我意思是今天大家可以確定量到重力波,主要還是因為大家已經公認重力波

的形式長那樣了,重力波為什麼長那樣主要是從自旋2來的,重力子自旋2已經是學界公認

的事實,其實在邏輯上已經默認了重力量子化了

               我這裡是重力波的linearized啦是廣義相對論課本的基本內容,

我對重力波的quantization研究不熟,但是廣義相對論和彎曲時空量子場論的結合的研究

早已經是被做很久了,這裡還不是string的範疇喔
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/13/2016 00:39:33
推 eric61446: 請開發星際戰艦77F 02/13 00:34
→ kober5566: 怎麼大家都不認是物理哥嗎?78F 02/13 00:34

         我只是沒事分享知識而已,想說希望大家覺得物理好玩,拜託大家放過我@@,

被黃士修公布身分實在是很令人氣憤!
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/13/2016 00:41:12
推 fransiceyho: 腿79F 02/13 00:41
推 nutted: 小弟菜比八 推個80F 02/13 00:50
推 erasdfer: 推81F 02/13 00:56
推 a5245242003: 嗯嗯 跟我想的一樣XD82F 02/13 01:02
推 mickey123: 好深澳83F 02/13 01:11
→ theword: 實在不覺得宇宙背景會有重力子這種東西84F 02/13 01:14
推 drkkimo: 嗯　跟我想的差不多　不過第三行和第八行可以再修改一下85F 02/13 01:27
推 bye2007: 大推86F 02/13 01:28
推 whitehumor: 業餘寫這個好猛啊 不知道論文寫什麼啊？87F 02/13 02:04
推 ASKA028: 我只想問一個問題 重力波到底會帶來什麼88F 02/13 02:15

     宇宙微波背景輻射和大爆炸起源吧

推 plusonezero: 沒錯就是這樣，不過建議你說中文會更清晰明瞭89F 02/13 02:50
推 krishuang: 相吸相斥怪怪的，是遵守包立不相容與否吧？

           不是,這是場論的著名結果

          自旋是奇數的粒子一定會相斥(二個電子是相斥)

          自旋是偶數的粒子一定會相吸(這就是為什麼重力本質是相吸)

包立不相容也是從量子場論來的


推 piyopiyolee: 物理系推91F 02/13 03:17
推 Jupiter1129: 抱歉~看不懂拉丁文...92F 02/13 03:42
→ seafire: 可惡你亂打我也不懂93F 02/13 04:03
推 adairchang: 樓上+1.......94F 02/13 04:55
推 kaojet: 根本看不懂！95F 02/13 06:12
推 xinyuxiao: 對啊我就說嘛96F 02/13 07:25
推 denny811012: 工啥小  理組也看不懂97F 02/13 07:27
推 luckysummer: 嗯嗯，看的懂才有鬼98F 02/13 08:23
推 tending: 可以用文組能理解的方式說明嗎？99F 02/13 08:39
推 flyman10831: 物理系看不懂 跪了100F 02/13 09:18

      再多念幾年就會了@@

推 house09gbk: 講中文……101F 02/13 12:00
噓 aas: 可以講中文好嗎？謝謝102F 02/13 12:40

               昨天想了一下,重力波為什麼長那樣主要是從自旋2來的,重力子自旋2已經是學界公認

的事實,其實在邏輯上已經默認了重力量子化了

可能是不對的,我真的不知道那個是因那個是果
※ 編輯: Schwinger (1.168.202.85), 02/13/2016 15:12:30

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