摘要：爱因斯坦广义相对论方程的修改版本揭示了引力和熵之间的奇怪联系。一些物理学家提出了试图将量子力学与爱因斯坦广义相对论统一起来的理论。

爱因斯坦广义相对论方程的修改版本揭示了引力和熵之间的奇怪联系。一些物理学家提出了试图将量子力学与爱因斯坦广义相对论统一起来的理论。

但一项新的研究更进一步；它不仅将这两种理论联系起来，而且还表明引力源于量子熵。

该研究的作者是伦敦玛丽女王大学的物理学家和应用数学教授吉内斯特拉·比安科尼 (Ginestra Bianconi)，她提出“引力源自物质场与几何学相结合的熵作用”。

简单来说，这意味着引力本身并不是基本力，而是来自物质与空间形状（几何形状）相互作用的方式。这种相互作用由熵驱动，熵是系统无序性的量度。

这间接表明，熵缺乏增长可能会导致引力效应减弱，从而给我们的宇宙带来不可预测的后果。

连接量子熵和引力

物理学家长期以来一直试图找到一个将量子力学和广义相对论统一起来的单一理论。

这非常棘手，因为量子力学关注的是微观尺度上粒子的不可预测性，而广义相对论将引力解释为由大质量物体引起的时空曲率。

这两种理论讨论的是存在于不同尺度上的力量。比安科尼采用了一种有趣的方法来应对这一挑战。她提出了一种熵作用，其中时空不是固定的背景，而是像量子算子一样工作——作用于量子态并决定它们如何随时间变化。

接下来，她将一种名为 G 场的数学工具引入熵作用。该工具确保当前空作为量子算子与物质相互作用时，方程仍然有效，不会破坏任何基本规则。

比安科尼指出：“通过引入 G 场，我们得到了修正的爱因斯坦方程以及物质和 G 场的运动方程。”这些方程揭示了物质如何影响时空的几何形状。

此外，在低能量下，他们修改后的方程表现得就像爱因斯坦的广义相对论，这表明引力可能是熵的结果。“这项研究提出量子引力具有熵的起源，并表明 G 场可能是暗物质的候选者，”Bianconi补充道。

这些方程超越了广义相对论

除了解释引力和熵之间的联系、将量子力学与广义相对论联系起来之外，研究中的方程还给研究人员留下了一个常数值，可以解释为什么宇宙正在加速膨胀。

比安科尼指出：“该理论更进一步，预测了一个小的正宇宙常数的出现——这个值与宇宙加速膨胀的实验观测结果比其他先前存在的理论更加吻合。”

这些有趣的发现可能会彻底改变我们对引力、暗物质和宇宙的理解。然而，还需要进一步研究来收集更多支持这些结果的证据。

该项研究发表在《物理评论D》杂志上。

来源：老钱的科学课堂