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星空浩淼

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关于“科学的美国人”杂志

学术有专攻，每个人不可能样样都去精通都去搞。但我们的兴趣往往是多方面的。我觉得，对于那些对自然科学有兴趣的人来说，“科学的美国人”杂志是一个非常不错的杂志。

我觉得，我们如果想了解自己主攻方向之外的领域，我们最好看“科学的美国人”杂志：首先，由于我们不甚精通，所以需要比较通俗一点的，能让我们了解整体脉络、能比较准确地把握基本思想的杂志；同时我们需要严肃准确的，不会给我们误导的东西。总之既要通俗又要严肃准确的，这些特征正好“科学的美国人”杂志能同时满足，因为那里请的都是该领域的权威专家来讲座的。而一般刊物，往往要么讲的不够清晰，要么不够准确（倒是站长写的东西或模糊翻译的东西非常不错！）。同时“科学的美国人”杂志制作精良，图文并茂，那些大师们讲得深入浅出，举重若轻——那到底是他们自己搞出来的东西，当然是真正理解了的，这才能讲得那样好。写科普不是随便什么人都能写的，既要综合素质好，又要对该领域的东西真正玩转了才行。

今年以来，，“科学的美国人”杂志几乎每期都有与万有引力理论相关的东西，让人看的非常过瘾！其中好象是第四期里面，有篇文章从另一个角度来解释宇宙加速膨胀现象，我觉得很有趣，建议大家一看。目前比较流行的是暗物质暗能量假说，这篇文章作者则是从其他角度来考虑的。
今年有期上有关于Loop量子引力的基本思想的文章，很适合我这种外行人看。

“科学的美国人”杂志第四期上那篇从另一个角度来解释宇宙加速膨胀现象的文章，是将之归结为虚引力子在高维空间里逃逸。我们知道，两个惯性物体通过交换虚引力子来传递相互作用的，因此作用大小与虚引力子到达物体上的密度呈正比。比如，在三维空间里，一束球面（虚）光波向外传播时，等相位面（不断地向外扩张的球面）大小与传播距离平方成反比，而一起传播的总光子数恒定，因此密度与距离平方成反比——这就是库仑定律平方反比关系的简单理解。同理，在二维空间里面，圆周长与半径成正比，所以那里的力应该是距离反比关系；在四维空间里面，则是距离立方反比关系。。。那里认为，时空额外维度蜷缩的假设问题很多，或许根本就没有蜷缩，而是无限延伸的，一般物质被束缚在膜上面，引力子是闭弦，在某种情况下可以逃到比如四维空间里并且在离膜很远的距离上是立方反比关系，由于引力大大减小，导致宇宙加速膨胀。

这种解释又让我想到，如果因为某种原因，虚引力子发不出去，那么物体之间是不是没有引力了呢？不过两个物体如果单方面的交换虚引力子，应该仍然能传递引力。

由于已知的物质都是万有吸引的，因此人们要解释加速膨胀，比较容易想到的是假定另外存在一种负压很大的物质。我就迷惑：既然可以把我们所处的宇宙比做气球表面，只不过是三维的，为何不可以沿着这种类比的方法去寻求关于加速膨胀的解释？气球橡皮分子之间是相互吸引的，但气球照样要膨胀起来，是因为比气球二维表面更高维的三维空间里面，即气球里面，有气体分子使得气球二维橡皮表面向外膨胀。——同样地，既然这个世界可能是高维的，我们所观察到的这个宇宙——三维球面向外膨胀，可能也是四维以上的空间里面什么东西捣的鬼。

要爱上我你就别怕后悔，寂寞伴我行
我只要看到你笑得美，却不愿你受累
我只想摘到天上的星，却不是你的泪

发表时间：2004-06-17, 11:20:48

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sage

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Re: 关于“科学的美国人”杂志

“科学的美国人”杂志第四期上那篇从另一个角度来解释宇宙加速膨胀现象的文章，是将之归结为虚引力子在高维空间里逃逸。我们知道，两个惯性物体通过交换虚引力子来传递相互作用的，因此作用大小与虚引力子到达物体上的密度呈正比。比如，在三维空间里，一束球面（虚）光波向外传播时，等相位面（不断地向外扩张的球面）大小与传播距离平方成反比，而一起传播的总光子数恒定，因此密度与距离平方成反比——这就是库仑定律平方反比关系的简单理解。同理，在二维空间里面，圆周长与半径成正比，所以那里的力应该是距离反比关系；在四维空间里面，则是距离立方反比关系。。。那里认为，时空额外维度蜷缩的假设问题很多，或许根本就没有蜷缩，而是无限延伸的，一般物质被束缚在膜上面，引力子是闭弦，在某种情况下可以逃到比如四维空间里并且在离膜很远的距离上是立方反比关系，由于引力大大减小，导致宇宙加速膨胀。

I imagine you are talking about the infinite extra dimension scenario by Gia Dvali. It is an interesting scenario. Bascially, they want to modify the gravity at large distance to deal with the so called cosmological constant problem. It is more subtle than you said above. clearly we can not have significant "leak" of gravity to the extra-dimension at the scale of planet systems since there 1/r^2 law is very well tested.

There is an additional problem associated with that scenario (although Gia still does not admit it). This setup make sense classically to leading order. However, it does have an problem of strong interactions. The strong interaction will set in below the scale of planetary system. Therefore, it does not make sense at a distance, for example, from earth to sun. this is clearly not agreeing with experiment

Therefore, modify gravity in the infrared is a cute idea. however, it does not work in this simplest setup. It is already a long and developing subject. I am happy to talk about it more if someone is interested in it.

这种解释又让我想到，如果因为某种原因，虚引力子发不出去，那么物体之间是不是没有引力了呢？不过两个物体如果单方面的交换虚引力子，应该仍然能传递引力。

It is very hard. do you want to decouple gravity? matter necessarily couple to the space-time backgroud which is essentially a condensate of graviton.

由于已知的物质都是万有吸引的，因此人们要解释加速膨胀，比较容易想到的是假定另外存在一种负压很大的物质。我就迷惑：既然可以把我们所处的宇宙比做气球表面，只不过是三维的，为何不可以沿着这种类比的方法去寻求关于加速膨胀的解释？气球橡皮分子之间是相互吸引的，但气球照样要膨胀起来，是因为比气球二维表面更高维的三维空间里面，即气球里面，有气体分子使得气球二维橡皮表面向外膨胀。——同样地，既然这个世界可能是高维的，我们所观察到的这个宇宙——三维球面向外膨胀，可能也是四维以上的空间里面什么东西捣的鬼。

It is interesting and has been pursued for a number of years now. One of the big problem is also satisfy the well tested almost Newtonian gravity and yet modify it enough to explain cosmology. There are many directions as well. I am not sure if anyone will have the patience to read it if I write a long english article. :-)

发表时间：2004-06-17, 15:03:57

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星空浩淼

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Re: 关于“科学的美国人”杂志

有耐心看！大大的有耐心看！:-)

非常感谢sage兄耐心详细的讲解，也非常欢迎你进一步地撰文在这里科普一把。我的英文虽然不好，但基本都能看懂。以前在超线论坛里的outsider就是从来都是用英文讨论的（很怀念他，如果他也知道这里就好了，这样这里就会多一些像你和昌海兄这样的高手）。

要爱上我你就别怕后悔，寂寞伴我行
我只要看到你笑得美，却不愿你受累
我只想摘到天上的星，却不是你的泪

发表时间：2004-06-17, 21:50:56

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卢昌海