Со времён Ньютона наши представления о гравитации претерпели радикальные изменения, особенно после революционной теории относительности Эйнштейна. Согласно ей, гравитация — это не классическая сила, а результат искривления пространства-времени под воздействием массы и энергии.
Однако, несмотря на её точность, эта теория не согласуется с законами квантовой механики, что остаётся одной из главных проблем современной физики.
Новая идея: гравитация как следствие квантовой информации
Поиск единой теории, объединяющей квантовую механику и гравитацию, не прекращается. Недавно профессор Гинестра Бьянкони из Университета Куин Мэри в Лондоне предложила свежий взгляд: что если гравитация — не фундаментальная сила, а побочный эффект квантовой энтропии? Её работа, рассматривает гравитацию с точки зрения принципов квантовой информации и предлагает альтернативу общей теории относительности.
Энтропия, информация и гравитация: связь глубже, чем кажется
Идея связи гравитации с термодинамическими процессами обсуждается давно. В 1970-х Джейкоб Бекенштейн и Стивен Хокинг показали, что чёрные дыры обладают энтропией и могут испускать излучение. Это открытие наводило на мысль, что гравитация может быть тесно связана с законами термодинамики и теорией информации.
Бьянкони расширяет этот подход. В её модели пространство-время и его искривление объясняются через квантовую относительную энтропию — параметр, измеряющий различие между двумя квантовыми состояниями.
Она предлагает трактовать метрику пространства-времени как квантовый оператор, аналогичный матрице плотности в квантовой механике. Это радикально меняет подход к пониманию взаимодействия материи и геометрии пространства.
В её формулировке действие для гравитации определяется относительной квантовой энтропией между метрикой пространства-времени и метрикой, индуцированной полями материи.
Интересно, что при определённых условиях эта модель приводит к модифицированным уравнениям Эйнштейна, которые в пределе восстанавливают классические уравнения общей теории относительности.
Возможные последствия для физики
Если эта теория окажется верной, она может радикально изменить наши представления о гравитации и устройстве Вселенной. Физики уже несколько десятилетий пытаются объединить квантовую механику с общей теорией относительности, используя, например, теорию струн или петлевую квантовую гравитацию. Подход через энтропию квантовой информации предлагает принципиально иной взгляд на эту проблему.
Однако, как и любая революционная теория, эта гипотеза требует дальнейшей проверки. Одним из главных вызовов станет поиск конкретных предсказаний, которые можно было бы проверить экспериментально. Если новый параметр G, описанный в модели, связан с тёмной материей, то потребуется разработка методов его обнаружения.
Бьянкони подчёркивает, что дальнейшая работа в этом направлении может привести к созданию канонической квантизации её теории полей. Это, в свою очередь, откроет новые горизонты в изучении гравитации, углубляя наше понимание законов мироздания.
Оригинал этой статьи расположен по адресу: https://www.pravda.ru/news/science/2188955-quantum-gravity-entropy/