与爱因斯坦宇宙学常数相关的狭义相对论:评介德西特不变和反德西特不变狭义相对论

摘要：

通常的狭义相对论是在庞加莱变换下不变的,它的基本度规为闵科夫斯基时空度规,该度规满足没有宇宙学常数∧的真空爱因斯坦方程.本文指出:∧≠0时的狭义相对论是德西特/反德西特不变狭义相对论.求解∧≠0的真空爱因斯坦方程,得到这种拓展的狭义相对论的基本度规是陆启铿-邹振隆-郭汉英1974年提出的Beltrami度规;用欧拉-拉格朗日方程证明Beltrami时空的自由粒子运动是惯性运动.本文求出了德西特/反德西特不变狭义相对论的全部凯林(Killing)矢量,证明了Beltrami时空是最大对称性空间,导出来全部守恒量.构造了理论的正则形式,发现了正、负正则能量的色散关系的不对称性;实现了正则量子化,导出了相对论性波方程,从而建立了德西特/反德西特不变的相对论量子力学.简要介绍了通过天文观测原子(或离子)能级劈裂来探测精细结构常数α改变的实验.实验结果在4～5σr置信度内否定了庞加莱不变狭义相对论的预言,发现在z ≈{1～3}处αz≠α0.由于原子或离子能级的精细结构是相对论量子力学的结果,所以观测实验支持在红移z≥1的狭义相对论量子力学中的∧修正不可忽略.这是对德西特/反德西特不变狭义相对论的实验支持,是超出现有物理学标准模型的新物理.

关键词：爱因斯坦宇宙学常数、德西特不变和反德西特不变狭义相对论、相对论量子力学、光谱的精细结构、精细结构常数的改变

所属期刊栏目：62

分类号：O4 ;O41

资助基金：国家自然科学基金11375169

在线出版日期：2017-05-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1241-1255