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引力的骨子几个世纪以来一直眩惑着物理学家,从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦鼎新性的广义相对论。广义相对论将引力刻画为由质地和能量引起的时空周折,天然它在解释粗拙的景观方面获得了雄壮的顺利,但在试图与量子力学归拢以及解释某些天地学不雅测时,仍然面对挑战。
在此配景下,由埃里克·韦尔林德在 2009 年提议的“引力源于熵”的办法,提议了一种激进且别有洞天的替代决议。该表面以为,引力自己并非一种基本力,而是一种从微不雅解放度的统计活动中裸露出来的景观,雷同于热力学力如弹性。
经典的引力表面
传统的引力邻接天然强盛,但也并非莫得其复杂性。17 世纪提议的牛顿引力刻画了引力是质地物体之间的一种眩惑力,它以瞬时的表情升迁距离作用。天然关于正常景观和太阳系内的天膂力学特出精准,但它无法解释强引力场或天地要领上的景观。
20 世纪初提议的爱因斯坦广义相对论绝对转变了咱们的邻接,它将引力刻画为时空周折的进展,而不是一种力。质地和能量周折了时空的结构,物体沿着这个周折时空中的测地线通顺,这即是咱们所感知的引力。广义相对论一经通过不雅测得到了粗拙的考证,包括明后在雄壮物体周围的周折、水星轨谈的近日点进动以及引力波的存在。
然而,广义相对论骨子上是一种经典表面,它试图与量子力学(主宰微不雅全国的表面)归拢的奋勉充满了繁难。此外,暗物资和暗能量的谜团,它们组成了天地质地-能量内容的大部分,在广义相对论的要领框架内仍然无法解释,这促使物理学家探索引力的替代或修正表面。
引力来源于熵
埃里克·韦尔林德的熵力引力表面提供了一种根柢不同的设施。它以为引力不是由引力子介导的基本力,而是一种裸露的熵力。一般来说,熵力是一种宏不雅力,它源于系统增多熵的统计趋势。在统计力学中,熵是斟酌系统可能领有的微不雅景色数目的谋略。系统天然倾向于演化到熵最大的景色,因为这些景色在统计上更可能出现。
计议一个粗浅的例子:粘性介质中的弹性团员物链。当被拉伸时,链处于低熵景色。它将天然地倾向于卷曲和松开以最大化其熵,从而产生灵验的宏不雅力,即熵力。这种力不是基本的,它源于链的微不雅因素的统计活动。
韦尔林德通过将引力与全息旨趣以及全息屏幕上的信息存储办法斟酌起来,将这一办法扩张到引力。全息旨趣受到黑洞热力学的启发,它标明空间体积的信息内容不错编码在其范畴上,就像全息图雷同。韦尔林德提议,时空自己是裸露的,引力源于与空间斟酌的信息。他将天地设念念为由全息屏幕所界定,而时空主体中物资的存在导致该屏幕上的信息散播发生变化。这种信息的变化与熵的变化斟酌联。然后,由最大化熵的趋势脱手的熵力被解释为引力。
在韦尔林德的公式中,引力不是将物体拉到一谈;相背,它将物体推向熵较高的区域。当一个测试质地接近全息屏幕时,它会导致屏幕上信息内容的变化,从而导致熵的增多。然后,熵力作用于使测试质地朝向最大化熵增多的标的挪动,这被感知为引力眩惑。韦尔林德起首的论文讲明,在某些假定下,这种熵力不错重现牛顿的万有引力定律,以致不错重现广义相对论的某些方面,尤其是在弱引力场中。
上风与月旦
熵力引力的潜在上风之一是它省略为传统引力表面难以解释的景观提供不同的视角。一些守旧者以为,熵力引力可能为暗物资和暗能量提供天然的解释。举例,在天地要领上对熵-面积联系或全息旨趣的修改可能导致偏离牛顿引力的景观,而这些景观当今被归因于暗物资。此外,裸露引力的办法与量子引力的某些设施相一致,这些设施也标明时空和引力并非基本,而是从普朗克要领上更基本的解放度中裸露出来的。
然而,熵力引力并非莫得月旦和挑战。一个主要的争议点是枯竭平直的实考字据来守旧该表面。与广义相对论不同——一经通过大批践诺和不雅测得到了严格的考验,熵力引力在很猛经过上仍然是表面性的。月旦者还提议了办法上的繁难,质疑裸露引力背后的精准统计力学系统以及将全息屏幕解释为物理实体的合感性。
此外,从熵力引力旨趣中推导出广义相对论的无缺框架,包括爱因斯坦场方程,已被讲明是一项复杂且捏续的挑战。一些商榷东谈主员以为,迄今截止提议的推导依赖于特定的假定,而且可能不具有宽阔适用性。还有东谈主记念熵力引力是否省略弥远如一地解释强引力透镜、黑洞能源学和引力波等景观,而这些景观在广义相对论中得到了很好的刻画。
结语
尽管存在这些挑战,但对熵力引力的商榷仍在连续,握住奋勉更正表面,回话月旦,并探索其影响。商榷东谈主员正在商榷熵力引力的不同公式,探索与其他裸露引力情景的斟酌,并试图成就可考验的展望,以便将熵力引力与广义相对论分别开来。
总之,“引力源于熵”的办法为引力的骨子提供了一个别有洞天且根柢不同的视角。通过表露引力不是一种基本力,而是一种裸露的熵力景观,它挑战了时空和引力看成基本实体的传统不雅点。天然熵力引力为解释天地学之谜以及潜在地弥合广义相对论和量子力学之间的差距提供了令东谈主昂扬的可能性,但它仍然是一个发展中的表面,面对着紧要挑战买球下单平台,而且需要进一步的栽种考证。
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