Schrödinger方程描述了天文结构的演变

Schrödinger在太空中：艺术家对Batygin（2018）的研究印象，MNRAS 475,4。可以使用Schrödinger的等式可以理解波通过天体物理盘的传播 - 量子力学的基石。

量子力学是治疗弥补宇宙的微小粒子的有时奇怪行为的物理学的分支。描述量子世界的方程通常被限制在亚岩基础上 - 在非常小的尺度上相关的数学在更大的尺度上不相关，反之亦然。然而，来自CALTECH研究人员的令人惊讶的新发现表明Schrödinger方程 - 量子力学的基本方程 - 在描述某些天文结构的长期演变方面非常有用。

由Konstantin Batygin（Ms'10，Phd'12），Planetary Science和Van Nuys Page Scholar的Caltech助理教授的工作进行了描述，在3月5日出现在皇家天文学会的每月通知时出现的一篇文章。

巨大的天文对象经常被一组围绕它们旋转的较小物体包围，就像太阳周围的行星一样。例如，超大分动的黑洞是由恒星的夸脱，它们本身是由巨大的岩石，冰和其他空间碎片的轨道。由于引力力，这些巨大的材料形式形成平坦的圆盘。这些磁盘由无数史式颗粒组成，可以从太阳系的大小范围到许多光年。

尘埃物理磁盘通常不会在整个寿命中保留简单的圆形形状。相反，超过数百万年，这些磁盘慢慢发展，表现出大规模的扭曲，弯曲和扭曲像池塘上的涟漪。究竟这些扭曲如何出现和传播长期困惑的天文学家，甚至计算机模拟甚至没有提供最终的答案，因为该过程既复杂，也直接模型较高。

在教授行星物理学的CALTECH课程时，Batygin（所提出的行星存在的理论主义者九）转向近似方案，称为扰动理论，以制定磁盘进化的简单数学表示。天文学家通常使用的这种近似是基于由18世纪的数学家Joseph-Louis拉格朗日和Pierre-Simon Laplace开发的方程。在这些方程的框架内，每个特定轨道轨迹的近渗粒子和鹅卵石在数学上涂抹在一起。以这种方式，磁盘可以被建模为一系列同心导线，可彼此缓慢交换轨道角动量。

作为一种类比，在我们自己的太阳系中，人们可以想象将每个星球打破成碎片并在行星周围围绕太阳铺开这些碎片，使得太阳被一系列重力相互作用的巨型环包围。这些环的振动反映了实际的行星轨道演进，以上展开了数百万年，使近似相当准确。

然而，使用这种近似模拟磁盘演进，具有意外的结果。

“当我们用磁盘中的所有材料执行此操作时，我们可以获得越来越多的细致，表示磁盘作为更大数量的更长的导线，”Batygin说。“最终，您可以近似磁盘中的电线数量为无限，这使您可以将它们一起模糊到连续体中。当我令人惊讶的时候，Schrödinger方程在我的计算中出现了。“

Schrödinger方程是量子力学的基础：它描述了原子和解压缩尺度的系统的非直观行为。这些非直观行为中的一种是亚原子粒子实际上表现得比像离散粒子一样的波浪 - 一种称为波粒子二元性的现象。Batygin的作品表明，天体物理磁盘中的大规模扭曲与颗粒类似，并且可以通过用于描述单量子粒子的行为在之间来回弹跳的相同数学来描述磁盘材料内的扭曲的传播盘的内边缘和外边缘。

Schrödinger方程进行了很好的研究，并发现这种典型方程能够描述天体物理磁盘的长期演进应该是模型这种大规模现象的科学家。此外，添加了Batygin，它很有趣的是，两个看似无关的物理分支 - 那些代表自然中最大和最小的尺度的人 - 可以受到类似的数学的管辖。

“这个发现是令人惊讶的，因为Schrödinger方程是在亮度的距离时出现的不太可能的公式，”Batygin说。“与亚原子物理学相关的等式通常与大规模，天文现象无关。因此，我着迷于找到一种情况，其中通常仅用于非常小系统的等式也适用于描述非常大的系统。“

“从根本上说，薛定er方程管辖波状干扰的演变。”拜迪尔说。“从某种意义上说，代表扭曲的扭曲和偏移的波与振动串上的波浪的波浪太不同，它们本身不会与盒子中量子粒子的运动的运动。回想起来，它似乎是一个明显的连接，但开始揭开这种互惠背后数学骨干的令人兴奋。“

出版物：Konstantin Batygin，“自我愤怒光盘的Schrödinger演变”，2018年MNRAS; DOI：10.1093 / mnras / sty162