从熵出发的引力：统一量子力学和广义相对论的全新方法

Gravity from entropy: A radical new approach to unifying quantum mechanics and general relativity

从熵出发的引力：统一量子力学和广义相对论的全新方法

https://phys.org/news/2025-03-gravity-entropy-radical-approach-quantum.html

量子引力的挑战
数十年来，物理学家一直努力调和量子力学与广义相对论的基本原理。量子力学支配着最小尺度下粒子的行为，而广义相对论则描述宇宙尺度上的引力作用。统一这两个理论框架一直是现代科学中最难以捉摸的目标之一。

比亚诺尼教授的工作通过将广义相对论中的一个核心概念——时空度规——视为一个量子算符，提供了全新的视角。这一创新方法借助量子信息论中的量子相对熵，来描述时空几何与物质之间的相互作用。

熵与G场的作用
该研究引入了一种新的熵作用量，用于量化时空度规与物质场所诱导度规之间的差异。
这一方法导出了修正的爱因斯坦方程：在弱耦合区域（即低能量、小曲率情形）下，这些方程退化为经典广义相对论的方程。然而，该理论更进一步，预言了一个微小的正宇宙学常数——这一数值与宇宙加速膨胀的实验观测结果比其他已有理论更为吻合。

该理论的一个关键特征是引入了G场——一个作为拉格朗日乘子的辅助场。G场不仅在修正的引力方程中起到关键作用，还为暗物质提供了新的解释可能。暗物质是一种神秘物质，占据了宇宙质量的很大一部分，却至今未被直接观测到。

更广泛的含义与未来方向
这项研究的影响深远。通过将引力与量子信息论联系起来，该研究为构建量子引力的统一理论提供了一条潜在路径。此外，G场可能为宇宙学中长期存在的暗物质之谜带来新的见解。

比亚诺尼教授解释道：“这项工作提出，量子引力具有熵的起源，并暗示G场可能是暗物质的候选者。此外，我们模型所预言的涌现宇宙学常数，有助于解决关于宇宙膨胀的理论预测与实验观测之间的不一致。”

尽管仍需进一步研究以充分探索该理论的含义，但这项研究代表了人类在理解宇宙基本本质的探索中迈出的重要一步。

比亚诺尼教授的工作挑战了传统认知，开辟了令人振奋的新探索路径。通过将时空视为量子实体，并利用与时空度规相关的熵的力量，这项研究可能为更深入理解引力、量子力学乃至宇宙本身铺平道路。

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