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52. 第五十二章:时空弯曲

小说:

逃亡蜂皇正在曲线救国

作者:

电转农杆菌

分类:

古典言情

安琛接过那叠比林·达丽雅的完整档案还厚的草稿纸,只翻了前三页就停下了。

纸页上密密麻麻。黑色是核心推导,蓝色是中途备注,红色是自我推翻的标记,荧光笔划出的重点旁还有干掉的指甲油。整份手稿像一场思维风暴的现场记录,充满只有当事人才能完全理解的跳跃逻辑。

“等等,安琛姐姐,你这样看肯定不明白!”玛莉娜立刻把稿纸抽回,又转身将会议室的银屏拉下来,用投影将纷乱的草稿在众人面前显示,“还是我自己讲吧。”

刚结束面试的松散气氛被重新聚拢。秦笙坐回原位,颜其岚则饶有兴致地抱起手臂。彭明思推了推眼镜,露出专业审视的神情。金曦落和克拉拉蹙眉对视了一眼,都不懂玛莉娜为什么要在大家伙面前搞这幺蛾子。

投影屏上,混乱的草稿被梳理出脉络。玛莉娜的讲解开始了:“首先这是安琛姐姐的卫星组遇到的问题,我们有一组卫星传回的计时数据τ_i,和它们对应的轨道坐标数据。在地面固定点,我们有参考计时数据τ_0。观测显示,存在一个系统性的偏移函数Δ(τ_i,τ_0),它无法用任何线性变换或基于欧氏空间的距离函数r=√(x²+y²+z²)来消除。”

她切换到下一屏,上面是复杂而潦草的大块验算:“所以我转向四维流形,引入第四个坐标x⁰,并假设线元具有一般形式:ds²=g_μν(x)dx^μdx^ν,其中μ,ν=0,1,2,3。坐标这样取:x⁰对应某个参数,x¹,x²,x³对应空间位置。卫星和地面的观测点,在这个流形中都对应一条参数化曲线x^μ(λ)。”

“关键假设是这些观测点的曲线,是流形中的测地线。也就是说,它们满足方程:d²x^μ/dλ²+Γ^μ_αβ(dx^α/dλ)(dx^β/dλ)=0。其中Γ^μ_αβ是联络系数,由度规张量及其导数决定:Γ^μ_αβ=(1/2)g^μσ(∂_αg_βσ+∂_βg_ασ-∂_σg_αβ)。”

会议室里安静下来。颜其岚的眉头越皱越紧,手指无意识地在桌上轻敲。彭明思的眼神变得格外专注。

玛莉娜完全没注意:“由于观测数据具有高度对称性——偏差只与一个特定的径向函数有关,我猜测度规具有静态球对称形式。在最一般的球对称条件下,经过坐标变换,可以将度规简化为只依赖径向坐标r的形式。我假设了最简非平庸形式进行尝试——”

她在屏幕上写下一个清晰的表达式:

ds²=-A(r)c²dt²+B(r)dr²+r²(dθ²+sin²θdφ²)

“这里c是一个常数因子,也就是光速。A(r)和B(r)是两个只关于r的函数。这个表达式的形式恰好与之前我们通过数值拟合凑出来的坐标系形式相符,因此——”

她写下第二个关键表达式:

A(r)=1-α/r

B(r)=1/(1-α/r)

“其中α是2GM/c²。”玛莉娜直接拿出了之前和安琛一起讨论过的内容,“显而易见,将卫星和地球的轨道与质量代入此算式后,我们所算出的时间膨胀比也就是√(A(r地球)/A(r卫星)),与观测数值完全一致。”

玛莉娜讲完了,投影屏上定格在那个简洁的公式和惊人的数值吻合上。她看向大家,脸上是混合了兴奋和期待的神情:“所以,从纯粹的流形构造角度看,这个特定形式的度规和测地线假设,是描述观测数据最自洽的数学框架。”

会议室陷入了一阵微妙的沉默。

彭明思终于忍不住开口,他清了清嗓子:“玛莉娜,你的数学处理……相当精巧。这个拟合精度也令人印象深刻。不过,我得指出一个根本性的方法论问题。”

他深吸了一口气,才以稍微严肃的语气说:“你构造的这个四维黎曼流形,将参数t与空间坐标r,θ,φ以完全平等的地位嵌入度规,本质等同于将时间参数几何化了。在你的模型里,时间成了一个与空间维度在数学上完全同质的坐标轴。”

“这带来一个严肃的疑问——这个构造是否具有物理学意义?你这种处理方式,可能模糊了基本量的范畴。民——”他差点脱口而出那个词,但看了眼玛莉娜,改口道,“——某些非常规的科研人士,有时会过于追求数学形式的新奇与自洽,而忽略与更坚实基础的联系。”

玛莉娜的脸颊微微涨红。

颜其岚适时接话,语气比彭明思缓和,但质疑同样扎实:“玛莉娜,你的数学很漂亮,但明思指出的问题

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