一项新理论提出,重力可能源于熵,这一观点如果成立,将意味着宇宙中的一切若保持不变,最终都会分崩离析。该理论试图调和爱因斯坦的广义相对论(将重力视为时空弯曲)与量子理论(将宇宙视为由极其微小的粒子或波构成的物体)之间的矛盾。
熵与重力的关系
熵的概念通常与宇宙中的混乱和能量降解相关。伦敦玛丽女王大学的物理学家和数学家吉内斯特拉·比安科尼提出,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,能够将量子状态转化为不同类型的量子状态。通过使用量子熵描述物质与时空之间的差异,比安科尼的理论对广义相对论进行了修正。
量子理论与广义相对论的融合
广义相对论将重力视为物体对时空的弯曲,而量子理论则认为宇宙由极其微小的粒子或波构成。长期以来,科学家们一直在寻找将这两种理论统一的方法。比安科尼的理论提出,时空是一种量子操作符,能够作用于量子状态。她进一步指出,重力源于熵的作用,将物质场与时空的几何结构耦合在一起。
G场与暗物质的关联
比安科尼的理论还引入了一个G场,即重力场。G场是一种矢量场,具有大小和方向,能够解释物体如何影响空间。她将G场用作拉格朗日乘数,用于找到函数的最大值和最小值。通过使用G场描述波函数的最大值和最小值,量子理论与广义相对论可能得以调和。
重力粒子与暗物质的联系
如果重力能够以粒子形式存在,那么G场可能为暗物质提供解释。暗物质由粒子构成,但这些粒子的性质至今仍是未解之谜。比安科尼认为,量子重力可能具有熵的起源,而G场可能是暗物质的候选者。
尽管这一理论仍需大量实验验证,但它为理解重力和暗物质提供了新的视角。如果熵确实能够产生重力,而重力又与暗物质相关,那么宇宙的运作机制将迎来全新的解释。