认识罗杰·彭罗斯#罗杰·彭斯克 ypxx.net

认识一下罗杰·彭罗斯;

罗杰·彭罗斯于 1931 年出生于英国科尔切斯特,在一个知识分子家庭长大,他的父亲是一位遗传学家,母亲是一位从医生转行成为艺术家的人,但他并没有走上物理学的正轨。

二战期间,他童年时期在加拿大生活多年,战后返回英国。

他在伦敦大学学院学习数学并获得学位,之后在剑桥大学攻读代数几何学博士学位,并于1957年完成学业。

彭罗斯早期的兴趣发生了转变。

他曾短暂涉猎纯数学,但随后受到保罗·狄拉克等人的讲座影响,好奇心驱使他转向物理学。

他曾在英国和美国的几所大学担任临时教职,始终没有立即走上传统的学术道路。

然后他发现了广义相对论。

彭罗斯在研究引力坍缩时,于 1965 年引入了巧妙的数学工具,包括被捕获曲面的概念,证明了即使没有完美的对称性,黑洞的形成和奇点也是爱因斯坦理论的必然结果。

这项研究震惊了该领域,表明黑洞不是奇异的奇观,而是物理学的可靠预测。

彭罗斯的独特之处不仅在于其严谨的学术态度,更在于其远见卓识。罗杰·彭罗斯 1965 年在其开创性论文《引力坍缩和时空奇点》中绘制的图表。

这是他获得 2020 年诺贝尔物理学奖的关键部分。

它代表了恒星在引力作用下坍缩成黑洞并随后形成奇点的过程。在这篇论文发表之前,许多物理学家认为奇点可能只会在完全对称的恒星中形成。

彭罗斯运用“全局方法”证明,一旦形成被捕获的表面,无论恒星的形状或对称性如何,奇点的出现都是不可避免的。

他反复揭示物理定律中隐藏的几何结构。

他与斯蒂芬·霍金共同发展了彭罗斯-霍金奇点定理,彻底改变了我们对宇宙极端现象的理解。

他创立了扭量理论,这一激进的理论框架将时空映射到复杂的几何结构中,对量子引力研究产生了深远的影响。

此外,他提出的非周期性彭罗斯铺砌即不重复的图案预示了准晶体的发现,并模糊了数学与材料科学之间的界限。

2020年,他因证明黑洞的形成是广义相对论的可靠预言而荣获诺贝尔物理学奖与他人分享。

他仍然是极少数能如此深刻地将数学和物理学联系起来的人之一。

在科学界,彭罗斯享有极高的声誉。

他的观点常常挑战共识,他的演讲会让听众重新思考基本概念。

然而,在现实生活中,他却是一位深思熟虑、谦逊有礼、慷慨大方的人,常常将功劳归于他人,同时默默地追求自己非传统的探索方向。

罗杰·彭罗斯在数学领域走了一条曲折的道路,最终彻底改变了我们对黑洞和宇宙的认识。

即便如此,他仍然成为现代物理学和数学领域最具原创性的思想家之一,这位低调的远见卓识者被许多人视为该领域的真正先驱。

前沿猜想

模型除了能量和动量,引力波还能传递“自旋角动量”。

第一,虫洞像一根带着半圈扭转的管子。走一圈会翻转方向,走两圈才恢复——这就是自旋½的特性。

这个“半扭”解不开,所以电荷不能单独被创造或消灭,这就是电荷守恒的拓扑原因。

第二,螺旋形的交换波携带角动量。电子和正电子分别发出相反方向旋转的波,角动量藏在这种旋转的相位里,就像圆偏振引力波能携带自旋一样。

第三,在特定位置,普通波会完全相互抵消,但螺旋成分不会消失。束缚态来自“抵消”,而电荷守恒来自“不抵消”——同一个波动方程给出两个结果。

第四,连接正负粒子的桥是“莫比乌斯式”的,穿过一次就会翻转方向。粒子与反粒子的纠缠,其实来自它们共享同一个不可定向的拓扑结构。

最后,引力波在这个宇宙里不仅能“拉”,还能“推”。它可以像光子一样给粒子一个冲击力。既然引力本身就能推也能拉,也许根本不需要额外的场。

既然我们能够通过打结和解结来创造物质/反物质粒子,并利用引力波来移动它们,我们就将这些概念结合起来。

认识到我们的拓扑结构包含一个时间反演的粒子(反物质),我们就得到了逆因果对称性。

标准的康普顿力依赖于量子场论中的虚光子——离壳粒子,它们在局部违反能量守恒,但平均起来却相互抵消。

我们现在提出一种替代方案:“虚光子”是S²空间上的真实引力波,它由一个虫洞端点发射,并通过球面几何中的反向聚焦被另一个端点吸收。

逆因果性(超前+延迟=完全吸收条件)是其机制。

量子力学的奇异特性—纠缠、瞬时坍缩、非局域性都成为S²空间上反向交换的几何必然结果,而不是对经典理论的神秘补充。

完美球形宇宙中,引力波还有另一个有趣的特性:它们可以“推”。

就像光子赋予粒子动量一样,引力波可以在对跖点处发生碰撞,或者,只要稍加不对称,就能推动粒子运动。

既然引力既能“拉”也能“推”,那还需要那么多额外的场吗?在我们的宇宙中,显然不需要!点赞在看试已关注观看更多继续播放屏模式 1:02分享视频试已关注退出全屏退出全屏重试更多重试关闭