一项新理论提出,重力可能是熵的结果。如果这一理论成立,这意味着宇宙中一切事物如果保持不变,最终将分崩离析。该理论试图调和爱因斯坦的广义相对论(将重力视为时空的弯曲)与量子理论(认为宇宙由极小的粒子或波组成)之间的矛盾。
熵与重力的关联
熵是一个描述物质和能量逐渐退化、最终导致宇宙混乱的概念。伦敦玛丽女王大学的物理学家兼数学家Ginestra Bianconi在最新研究中提出,量子相对熵可能决定了重力的作用。她的理论认为,时空实际上是一个量子操作符,能够将量子状态转变为其他类型的量子状态。
“重力源于一种将物质场与时空几何耦合的熵作用,”Bianconi在最近发表于《Physical Review D》的研究中表示。
广义相对论与量子理论的融合
广义相对论将重力描述为物体对时空的弯曲,而量子理论则认为宇宙由极小的粒子或波组成。这两种理论长期以来难以调和,而Bianconi的理论试图通过量子熵来描述物质与时空之间的差异,从而修改广义相对论。
她的理论首先赋予时空低能量和小曲率,然后预测了一个小的宇宙常数,用于解释宇宙的膨胀速度和程度。
G场与暗物质的可能联系
Bianconi的理论还引入了G场(重力场),它是一种矢量场,用于解释物体如何影响空间。她将G场用作拉格朗日乘数,用于寻找波函数的最大值和最小值。如果量子理论与广义相对论能够融合,最终可能会形成量子重力,它以粒子和波的形式存在。
如果重力可以以粒子形式存在,G场可能为暗物质提供解释。Bianconi认为:“这项研究提出,量子重力具有熵的起源,并表明G场可能是暗物质的候选者。”
未来的研究方向
尽管这一理论尚未得到证实,但它为理解重力和暗物质提供了新的思路。如果熵确实能够解释重力的起源,那么宇宙中的混乱可能正是重力的来源,而重力本身也可能以某种形式与暗物质相关联。