天体磁场起源的新解释

地球磁场对生态系统以及天体磁场对宇宙大尺度结构的形成有着重要的作用,但是天体磁场的起源和演化规律至今还是一个悬而未决的难题。已有的多种理论假说,都存在一些难以克服的困难。现在学术界比较容易接受的理论是所谓的发电机模型,该理论认为天体内部液态的磁流体运动,能够克服欧姆耗散并产生持久的微弱电流和宏观磁场。但是这个模型需要一个启动的种子磁场,天体内部很多原始物理参数很难获取,大范围的流体运动也没有很稳定的解,这些都是发电机模型的困难。此外发电机模型也很难解释星球偶极矩磁场与其角动量之间的关联性。本文利用Clifford代数计算了粒子自旋与天体引力场之间的耦合作用,我们发现旋转星球会给旋量场提供了一个与偶极子磁场相同的宏观引力场Ωα,星球内部带电粒子的自旋都会沿着Ωα的力线规则排列起来,从而诱导出一个宏观磁场。计算表明Ωα场强正比于星球的角动量,这也就解释了星球磁场强度与角动量的关联性。本文的结论提示,深入研究天体内部物理参数如密度、速度、压力和温度等对Ωα场的影响,对进一步理解天体磁场可能会有重要作用。

旋转物体的等效原理及其空间实验

文章回溯了等效原理的历史,解释了弱等效原理(伽利略等效原理)、强等效原理(爱因斯坦等效原理)和甚强等效原理.实验检验表明,到10-13的实验精度时,没有观测到等效原理的破坏.文章最后,也是文章的主要目的,阐述了广义相对论的不足,即不能描写物质的自旋与引力场的耦合.自旋粒子或自转物体的能-动张量既有对称分量,也有非对称的分量,还有自旋张量.但是广义相对论的引力场方程中只包含了能-动张量对称分量,不包含反对称分量,更没有自旋张量的贡献.涉及自旋与引力场耦合的理论是(有挠率场的)引力规范理论,该理论预言:自旋粒子或旋转物体将偏离测地运动,因而破坏等效原理.为了检验这种破坏,文章作者及其合作者建议进行地面实验和空间实验.