惯性的经典效应_量子效应及起源的研究
第30卷 第1期 2002年2月
河南师范大学学报(自然科学版)
JournalofHenanNormalUniversity(NaturalScience)
Vol.30 No.1Feb.2002
文章编号:1000-2367(2002)01-0050-05
惯性的经典效应、量子效应及起源的研究
宋海珍,()
①
摘 要:,惯性起源于加速引起的真空变化.; 文献标识码:A
对惯性溯本求源,可知惯性不是个别物体的性质,而是整个时空的性质.牛顿引力理论刻划的仅仅是静止源的引力场,两个静止源的相互作用是万有引力;广义相对论刻划的是一般的作任意运动的引力源所产生的变化引力场,作任意运动的引力源所产生的变化引力场对质点的作用在某种程度上表现为惯性力,惯性的经典效应是惯性力.考察引力场及惯性力场的量子效应时,发现引力场的量子效应是Hawking效应,惯性力场的量子效应是Unruh效应.进一步研究知道,Hawking2Unruh效应起源于真空能级的变化,惯性力与万有引力有着相同的本质和起源,它们起源于真空能级的变化.惯性效应的实质是一个起源于加速引起的真空“形变”的局域效应,惯性力是物体与“形变”的真空之间的相互作用,惯性力的反作用力作用在“形变”的真空上,惯性作用是以光速传播的.
1 惯性的经典效应是惯性力,惯性力是运动的引力源所产生的变化的引力场
的一种表现
1.1 弱引力场下的推迟势
在弱引力场下度规可表示成gμν=ημν+hμν,hμν是一级小量,可认为是平直时空背景ημν下的引力势,定义
ααβ
Φμν=hμν-μνh 其中h=hα=ηhαβ
2
(1)
其逆变换
hμν=Φμν-α
对坐标加上谐和条件Φ′μν=0的限制,场方程化为
νΦ2μ
(2)
πα
Φ′μν ,α,=-164Tμν
c
(3)
(3)的解是推迟势
Φμν(γ,t)=
→
→
c
4
T′,t-μν(γ
→
γ
)
γ
dx′
3
(4)
γ表示源点γ′到场点距离,推迟势Φμν是以光速传播的.1.2 弱引力场下粒子的运动方程
收稿日期:2001-11-12.
第1作者简介:宋海珍(1963～),女,河南唐河人,南阳师范学院讲师.
①
第1期 宋海珍等:惯性的经典效应、量子效应及起源的研究51
考虑带有空间指标的短程线方程,即
j0jk
2i02iii)+2Г-=Γ00(+Гj0jk2
dsdsdsds2c
(5)
(5)式中vj,vk是粒子的通常速度,在弱引力场下,hμν精确到一级项,Christoffel联络可写为ii
Γ00Γji0=(hij,0+hi0,j-hj0,i) Γjk=-h00,i+h0i,0 =(hij,k+hik,j-hjk,i)
2
将这些值代入(5)式可得弱引力场下粒子的运动方程为
20j
2i02)02ijk
)[c-]+c[hj0,ihi0,jh,-Γjkvv2=(ds25tdsddds2
(6)
1.3 考察粒子在半径为R、静质量为M、设Rs,θ,φ,θμν可有(4)式算0,φ,该点的推迟势Φ
ρ出.μνμuν,uμ,uν表示球壳内的观察者所见的球壳mu
元的四速度,的μν值是:
c
2
ω22ω22ω222Ф[1+-2+2asinθ00=20
cRs3c215c25c
ω22222222
()=2[1++2(x+y2)],2-22x+y+zcRs3c15c5c22
ω222222
Ф[11=20sinφ0]2-2+2asinθcRs3c15c5c
22
ω2ω22ω222
(x+y+z)+2y],=2[2-cRs3c15c25c22
ω222222
Ф[22=20cosφ0]2-2+2asinθcRs3c15c5c
22
222ω222
(x+y+z)+2x],=2[2-cRs3c15c25c
(7)
Ф33=Ф30=Ф23=0,Ф12
2222θφφ=-asin0cos0sin0=-xy,
5c4Rs5c4Rs
asinθx,0cosφ0=33
3cRs3cRsasinθx,0cosφ0=-33
3cRs3cRs
μФμ
Ф10=
Ф20=-Ф=
ω22=-2[1-2].cRs3c
2
(7)可知,(6)式的最后两项是级数较2为高的项,短程线方程取如下形式: 由(2)、
c
→
→c=