物理学家提出广义相对论的修正方案 解释引力在宇宙尺度上稍稍减弱的奇特现象

物理学家提出广义相对论的修正方案 解释引力在宇宙尺度上稍稍减弱的奇特现象 在过去的 100 年里，物理学家一直依靠阿尔伯特-爱因斯坦的"广义相对论"来解释引力如何在整个宇宙中起作用。广义相对论被无数次试验和观测证明是准确的，它表明引力不仅影响三个物理维度，还影响第四个维度：时间。该项目的第一作者、滑铁卢数学物理系应届毕业生罗宾-温（Robin Wen）说："这个引力模型对于从宇宙大爆炸理论到拍摄黑洞的所有工作都至关重要。""但是，当我们试图理解宇宙尺度上的万有引力时，在星系团甚至更远的尺度上，我们遇到了与广义相对论预言明显不一致的地方。就好像引力本身不再完全符合爱因斯坦的理论一样。我们把这种不一致称为'宇宙故障'：当距离达到数十亿光年时，引力会变弱约百分之一。"二十多年来，物理学家和天文学家一直在努力创建一个数学模型，以解释广义相对论明显不一致的地方。滑铁卢大学在应用数学家和天体物理学家的跨学科合作下，开展了长期的尖端引力研究。滑铁卢大学天体物理学教授、外围研究所研究员尼耶什-阿夫肖迪（Niayesh Afshordi）说："近一个世纪前，天文学家发现我们的宇宙正在膨胀。星系距离越远，移动速度越快，以至于它们似乎以接近光速的速度移动，而这正是爱因斯坦理论所允许的最大速度。我们的发现表明，在这些尺度上，爱因斯坦的理论可能也是不够的。"研究小组的"宇宙故障"新模型修改并扩展了爱因斯坦的数学公式，在不影响广义相对论现有成功应用的情况下，解决了一些宇宙学测量不一致的问题。"把它想象成爱因斯坦理论的脚注，"温说。"一旦达到宇宙尺度，就会出现条件。这个新模型可能只是我们开始跨越时空解开宇宙谜题的第一条线索。温这项题为"引力中的宇宙故障"的研究发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上。DOI: 10.1088/1475-7516/2024/03/045编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【书名】从零开始读懂物理学

【书名】从零开始读懂物理学 【作者】汪振东 【格式】#epub #mobi #azw3 #pdf 【分类】#科普 #物理学 【简介】本书从“零”开始，站在“问题”角度，循序渐进地讲述了整个物理学理论的演变过程，内容涵盖经典力学、电磁学、热力学与统计力学、光学、相对论、量子物理和宇宙学。 下载 频道 群组 商务

《1.物理学科普书籍合集 》

《1.物理学科普书籍合集 》 1. 《时间简史》 简介：探讨宇宙的起源、黑洞及时间本质，以通俗语言阐释广义相对论、量子力学等前沿理论。作者霍金将复杂概念转化为大众可理解的比喻，展现人类对宇宙认知的探索历程。 亮点：打破科普书晦涩印象，用故事性叙述揭示宇宙奥秘；涉及“奇点定理”“霍金辐射”等开创性理论。 标签： #物理学史 #宇宙学 #霍金 #时间简史 #科普经典 2. 《上帝掷骰子吗？量子物理史话》 简介：以小说笔法还原量子力学发展史，从普朗克、爱因斯坦到哥本哈根学派，展现科学巨擘的思想碰撞与颠覆性发现。 亮点：用“武侠对决”比喻学术争议，幽默解析“薛定谔的猫”“量子纠缠”等概念；附赠漫画图解降低门槛。 标签： #量子力学 #科学史 #幽默科普 #人文视角 #豆瓣高分 3. 《从一到无穷大》 简介：从数字、时空到微观粒子，串联数学、物理、生物领域的核心概念，构建跨学科知识网络。通过日常现象引出相对论、熵增等理论。 亮点：1947年经典再版，融合科学史与思想实验；用“龟背上的世界”比喻多维空间，生动具象。 标签： #通识教育 #跨学科 #经典再版 #思维拓展 #长销书 4. 《费曼物理学讲义》 简介：诺贝尔奖得主费曼的课堂实录，重新解构力学、电磁学等基础物理框架，强调“理解本质而非公式”。 亮点：包含“费曼学习法”实践案例；用“橡皮筋与能量守恒”等生活实验阐释原理，培养直觉式思维。 标签： #物理学基础 #教学革新 #费曼 #讲义 #思维训练 5. 《现实不似你所见：量子引力之旅》 简介：从德谟克利特原子论到圈量子引力理论，梳理人类对“物质本质”认知的演变，探讨时空是否由微粒构成的终极问题。 亮点：作者罗韦利以哲学视角解读前沿理论；用“柏拉图洞穴”隐喻科学认知的局限性，引发思辨。 标签： #量子引力 #科学哲学 #罗韦利 #人文思考 #中信出版 6. 《物理学的困惑》 简介：聚焦弦理论争议，剖析当代物理学在统一相对论与量子力学过程中的瓶颈，反思“超对称”“多重宇宙”是否为科学假设。 亮点：直击学术圈内部分歧，收录丘成桐等学者的辩论；提出“科学需要可证伪性”的批判视角。 标签： #理论物理 #弦理论 #科学反思 #争议话题 #理想国出品 - 内容特色：每本书均以核心理论为锚点，结合科学史叙事与生活化类比，兼顾深度与可读性。标签设计突出学科领域、创作特色及版本背景，便于读者按兴趣筛选。 链接：

编辑推荐：《洛杉矶时报》图书奖得主揭秘宇宙为何以数学的语言书写而成。 数学家与物理学家的百年纠葛奠定了理论物理学的发展前沿，为未

编辑推荐： 《洛杉矶时报》图书奖得主揭秘宇宙为何以数学的语言书写而成。 数学家与物理学家的百年纠葛奠定了理论物理学的发展前沿，为未来探索宇宙指明了方向。 马丁•里斯及众多业内人士倾情推荐；《自然》《华尔街日报》《柯克斯书评》《科学美国人》《书单》推荐好评。 不用公式也能讲清楚的科学发展史，探索物理与数学前沿发展的未来 内容简介： 从科学巨人爱因斯坦到量子力学大师保罗•狄拉克，众多数学家和理论物理学家都因这样的问题而困惑不解：为何物理学家为描述现实世界而创造出的理论会与数学家以自己的纯粹思想构造出来的数学结构殊途同归？为何宇宙碰巧就是以数学的语言书写而成的？事实上，这种现象正是物理学家维格纳所说的“数学在自然科学中不合理的有效性”。 在长达300多年的时间里，物理和数学时而并驾齐驱，时而渐行渐远。进入21世纪以来，数学家和理论物理学家越发意识到这两门学科交叉的意义。在数学与理论物理学紧密合作的领域已经结出累累硕果，两门学科的发展也互为补充和促进。 在未来，人类可能无法通过实验来证实物理理论的真实性和准确性。未来的理论物理学研究进展可能会以千年为尺度，不再会有20世纪的相对论和量子力学这样全方位的革命性理论。但有了高等数学这一新武器的帮助，在长远的时间尺度上，我们仍可以认为理论物理学的前途是光明的。 作者简介： 格雷厄姆•法梅洛，英国理论物理学家、知名传记作家和科普作家，伦敦自然博物馆资深研究员，剑桥大学丘吉尔学院院士，美国东北大学兼职物理教授。作品《量子怪杰：保罗•狄拉克传》获2009年科斯塔传记奖、《洛杉矶时报》科技图书奖、《理论物理》年度图书奖，以及《自然》年度图书奖。 #数学 #物理 #科普 #科学 #通俗读物

在AI帮助下 天体物理学家揭开重元素的宇宙起源

在AI帮助下 天体物理学家揭开重元素的宇宙起源 理论物理学家马修-芒鲍尔（Matthew Mumpower）说："自然界中可能存在成千上万个尚未测量的原子核。机器学习算法非常强大，因为它们可以在数据中发现复杂的相关性，而理论核物理模型却很难有效地产生这种结果。这些相关性可以为科学家提供有关'缺失物理'的信息，反过来又可以用来加强原子质量的现代核模型。"模拟快速中子俘获过程最近，Mumpower 和他的同事（包括前洛斯阿拉莫斯暑期学生李梦柯和博士后 Trevor Sprouse）在《物理快报 B》上发表了一篇论文，描述了用基于物理学的机器学习质量模型模拟一个重要的天体物理过程。r过程，即快速中子捕获过程，是发生在极端环境中的天体物理过程，如中子星碰撞产生的环境。重元素可能来自这种"核合成"。事实上，宇宙中一半的重同位素直至铋以及所有的钍和铀都可能是由这种"核合成"过程产生的。洛斯阿拉莫斯模拟的两颗中子星碰撞后的吸积盘。这一事件同时产生了轻元素（蓝色）和重元素（红色）。资料来源：洛斯阿拉莫斯国家实验室然而，对这一过程进行建模需要对原子质量进行理论预测，而目前的实验还无法达到这一要求。研究小组采用物理信息机器学习方法，从原子质量评估（Atomic Mass Evaluation）这一大型质量数据库中随机选择，训练出一个模型。接下来，研究人员利用这些预测的质量来模拟 r 过程。该模型使研究小组首次利用机器学习预测的质量模拟了r过程的核合成这是一项重大创举，因为机器学习预测通常会在外推时崩溃。Mumpower说："我们已经证明，机器学习原子质量可以为我们在实验数据之外的预测打开大门。关键的一点是，我们告诉模型要遵守物理定律。通过这样做，我们就能进行基于物理学的推断。我们的结果与当代理论模型不相上下，甚至更胜一筹，并且可以在获得新数据时立即更新。"研究核结构r过程模拟是研究团队将机器学习应用于核结构相关研究的补充。在最近发表在《物理评论 C》上的一篇被选为"编辑建议"的文章中，研究小组利用机器学习算法重现了具有量化不确定性的核结合能；也就是说，他们能够确定将原子核分离成质子和中子所需的能量，以及每个预测的相关误差条。因此，该算法提供的信息需要大量的计算时间和资源才能从当前的核建模中获得。在相关工作中，研究小组利用他们的机器学习模型将精确的实验数据与理论知识结合起来。这些结果激发了新的稀有同位素束设施的一些首批实验活动，该设施旨在扩大核图的已知区域并揭示重元素的起源。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

物理学家实现分子的量子纠缠

物理学家实现分子的量子纠缠 物理学家首次实现了对分子的量子纠缠。这一突破可能有助于推动量子计算的实用化。论文发表在《科学》期刊上。实现可控的量子纠缠一直是一大挑战，这次实验之前分子的可控量子纠缠一直无法实现。普林斯顿大学的物理学家找到了方法控制单个分子诱导其进入到互锁量子态。研究人员相信相比原子，分子具有优势，更适合量子信息处理和复杂材料量子模拟等应用。相比原子，分子有更多的量子自由度，能以新方式交互。论文合作者 Yukai Lu 指出这意味着存储和处理量子信息的新方法。来源 ，， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat