引力的熵力假说

✍ dations ◷ 2025-02-24 03:50:37 #信息论,热力学,重力理论,涌现

引力的熵力假说是一种关于万有引力本质的理论假说,由荷兰弦理论家埃里克·韦尔兰德(Erik Verlinde)于2009年提出。牛顿的万有引力定律与爱因斯坦的广义相对论都对引力有了很好的阐述,但对其本质我们仍不了解。韦尔兰德的这一理论便提供了一种可能的假说来描述引力的来源。目前这一理论还处于初级阶段。

这一想法的起源可以追溯到20世纪70年代中叶雅各布·贝肯斯坦(Jacob Bekenstein)和史蒂芬·霍金对于黑洞热力学的研究。这些研究发现,引力与热力学基本定律间有着相当密切的联系。1995年,特德·雅克布森(Ted Jacobson)发现,通过黑洞熵公式与热力学第一定律能够推导出爱因斯坦场方程。随后,更多物理学家开始研究引力与熵之间的关系。

2009年,阿姆斯特丹大学的埃里克·韦尔兰德提出了一个全新的理论,认为引力就是一种熵力。或更一般的说,是绝热反作用力,微观上剧烈作用的叠加,将导致巨观相对上较为和缓的变化。这一理论通过杰拉德·特·胡夫特的全息原理将热力学与引力相结合。

根据韦尔兰德的推导,他得出的结果是引力不是一种基本力,而是一种宏观力,来源于熵力,本质上与弹力、压强等相同。同时质量和惯性也是宏观现象。他认为,引力的现象是由于两个质量物体之间的全息表面的熵(平均信息量)的改变导致系统能量改变所引起的。他也通过统计物理与全息原理推导出了牛顿万有引力定律与爱因斯坦理论。根据他的理论,全息原理和量子力学才是基本原理,而爱因斯坦理论则是一种可以推导出来的现象。

在其论文预印本发布到网上20多天内,就已经相继出现十几篇论文进一步讨论这一假想。其中,包括了这一理论在宇宙学、暗能量、膨胀宇宙、圈量子引力论等方面的探讨。另外还有相关的微观模型也已被提出。

在此想法出现后,有部分媒体对此进行了报道,也引起了理论物理学界的很高关注,有很多人向韦尔兰德表示祝贺。诺贝尔物理学奖得主杰拉德·特·胡夫特认为这一想法需要继续发展,同时称赞韦尔兰德关注真正的物理概念,而不是像其他弦理论家只讨论抽象的数学。阿姆斯特丹大学数学物理学家、荷兰皇家科学院院长罗贝特·捷格拉夫(Robbert Dijkgraaf)赞赏了这一理念,认为其“看上去很简单,但非常有说服力”。马萨诸塞州布兰迪斯大学研究广义相对论的物理学家斯坦利·德塞尔也认为这是一个“爆炸性事件”,同时“会挑战牛顿、胡克、爱因斯坦制订的金科玉律”。

但同时也有物理学家表示怀疑与反对,其中包括捷克理论物理学家罗伯斯·莫特(Lubos Motl)和哥伦比亚大学数学物理学家彼得·沃伊特(Peter Woit)。沃伊特认为这还是一种“很模糊的想法”。也有人认为韦尔兰德的论证只是一种循环论证而已。还有人则声称对此方法抛弃了数学而担忧。而韦尔兰德自己则认为,“目前这还算不上理论,只是一种新的范例和框架”,并认为“挑战现在才开始”。

利用现有技术的宇宙观察可以用来测试理论,莱顿天文台的一个团队统计观察到距离超过33000个星系的中心很远的引力场的透镜效应,发现这些引力场与韦尔兰德的理论一致。使用传统的重力理论,这些观察所暗示的区域(以及从测量的星系自转问题)只能归因于暗物质的特定分布。

2016年6月,普林斯顿大学研究员克里斯·帕尔多(Kris Pardo)的一项研究表明,韦尔兰德的理论与观测到的矮星系旋转速度不一致。

相关

  • 急性淋巴细胞白血病急性淋巴性白血病(英语:Acute lymphoblastic leukemia,ALL),是因为体内淋巴细胞不正常增生造成的血液疾病。淋巴是人体免疫系统的重要环节,由骨髓与淋巴结所制造。而急性淋巴性白
  • 布列塔尼语布列塔尼语(Brezhoneg,法文叫Breton)是法国西部布列塔尼的少数民族语言,属于印欧语系的凯尔特语族。布列塔尼语最接近康沃尔语和威尔士语。布列塔尼语的最古老的词典为 Jehan La
  • 雷声雷声(1984年3月7日-),出生于天津,中国男子击剑运动员。1987年随同任职工程师的父亲到广州工作和定居。雷声6岁时,因作为工程师的父亲从天津港被调往黄埔港而随家迁户广州,在广州长
  • 范志博范志博(1983年1月2日-),名字常被误写为范智博,曾用名范志菱,中国女演员,主演过多部电影和电视剧。2003年凭借电视剧《女装甲团长》获得第21届中国电视金鹰奖最佳表演艺术女演员奖,20
  • 宋祁宋祁(998年-1061年),字子京,安陆(今属湖北)人,徙居开封雍丘(今河南杞县),中国北宋文学家、史学家。与其兄宋庠诗文齐名,时呼“小宋”、“大宋”,合称“二宋”。著有《宋景文公集》。少时
  • 小酒菜下酒小吃又称佐酒小吃,一般指喝酒时食用的小菜或小吃,古称酒肴、肴(保留在现代日语)、按酒(保留在现代韩语)。熟食则可称为下酒菜之意。一般用来调节喝酒时的口感,很少当主食作裹腹
  • 凯瑞·布朗 (历史学家)凯瑞·布朗(Kerry Brown)是一名英国历史学家、政治学家,目前担任伦敦国王学院中国研究所主任。在此以前,曾在英国外交及联邦事务部以及悉尼大学任职。早年从剑桥大学冈维尔与凯
  • 咖央酱咖央酱(马来语:kaya;印尼语:seri kaya;泰语:sang khaya;又名咖椰、加椰、咖吔、加椰酱、咖椰酱),是一种东南亚常见的甜点材料,用上椰浆、鸭蛋或鸡蛋、砂糖和牛油等材料隔水加热捞匀做
  • 秦昌遇秦昌遇,字景明,号广埜山道人。中国明朝云间(今上海市松江区)人,医家。 生卒年不详。幼时聪明,因身体多病,遂学医。秦氏医技高超,其或病至沉笃时,张口瞑目,投剂能立起。,精小儿科与内科,
  • 刘廷臣刘廷臣(?-?),字伯邻,山西平阳府洪洞县人,军籍,明朝政治人物。嘉靖十六年(1537年)乡举试得第一名举人。嘉靖十七年(1538年)中式戊戌科会试第一百九十六名,登第二甲第二十二名。授裕州知州,擢