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引力来自...中微子?

探索一项突破性的引力新理论,该理论将残余中微子与超流体动力学联系起来,挑战爱因斯坦的广义相对论。

作者:John Conway
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上周,来自劳工部前理论博士后、现任职于欧洲核子研究中心(CERN)的鲍勃·麦克尔拉斯(Bob McElrath)在 arXiv 上发表了一篇非常有趣的论文。鲍勃花了过去几年大部分时间研究这个想法,现在它已经发表,尽管尚未经过同行评审。这更多是肖恩(Sean)和马克(Mark)的领域,但对我来说,如果他是对的,许多“神圣的奶牛”可能会被淘汰。现代物理学的一个巨大谜团是,为什么引力比其他力(强力、电磁力和弱力)弱得多。许多伟大的头脑试图将引力纳入我们用来描述其他三种力的相对论性量子场论的框架,但几十年来一直或多或少地失败了。引力在本质上有什么不同吗?爱因斯坦的广义相对论将引力与物质和能量存在时的时空弯曲联系起来,在解释从非常短(毫米)到非常长(太阳系)距离尺度的各种现象方面取得了巨大的成功。有人可能会争辩说,在星系或更大尺度上,广义相对论并没有完美地工作——除非我们能够确定导致星系以违反爱因斯坦/牛顿引力的方式旋转的暗物质的性质,并且导致来自非常遥远(数十亿光年)星系的光线发生透镜效应。鲍勃的短篇论文,很可能是他更长、更完整的作品描述的前奏,汇集了来自物理学不同子领域(包括粒子物理学和凝聚态物理学)的几条思路,提出了一种关于引力如何产生的新理论。一句话来说,它就是这样:我们所知的引力实际上是与残余中微子相互作用的结果,一旦宇宙膨胀到足够大,它们就满足形成超流体的所有条件。哦,还有另一句话,这次来自他的结论段:

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"……WIMP 暗物质场景是不一致的:WIMPs 无法在宇宙的年龄内同时解耦和局域化。"

也就是说,我们无法拥有具有通常质量(100 GeV 尺度)的暗物质粒子,并期望它们在宇宙的年龄内表现出经典行为。鲍勃就他的想法进行了多次演讲,并告诉我到目前为止进展顺利——还没有出现真正的“刹车器”。整个画面具有一定的吸引力:一定存在残余中微子(如果宇宙的大爆炸膨胀是正确的),如果是这样,它们必须形成超流体,其凝聚物会导致自发对称性破缺的戈德斯通玻色子,这些玻色子可以被识别为自旋 2 的引力子。现在,我希望我没有扭曲鲍勃的想法;我在这方面不是专家。但我可以立即想到很多问题:这个场在长距离上是否真的近似于牛顿引力,并且能够准确地给出牛顿常数 G?我们能否发展一个自洽的大爆炸宇宙学来包含这个中微子超流体?如果 WIMP 暗物质是不一致的,我们需要什么来解释暗物质(星系旋转、透镜效应)?如果这个新范式是正确的,它在科学界中成长和传播,将会很有趣。或者,也许,有人(肖恩?马克?)会发现一个致命的缺陷。

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