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    股票交易所股票 石破天惊!一个物理学家证明了,熵=引力_黑洞_热力学_方程

    发布日期:2025-05-22 22:24    点击次数:157

    股票交易所股票 石破天惊!一个物理学家证明了,熵=引力_黑洞_热力学_方程

    黑洞股票交易所股票,不只是坍缩的恒星残骸,更是物理学所有难题的交汇点。

    1995年,Ted Jacobson干了一件惊天动地的事:他反推出了爱因斯坦场方程,让人怀疑这套描述引力的方程根本就是热力学的状态方程。

    换句话说,引力,不是几何的起点,而是热力学的产物。

    这个思路,从黑洞热力学开始。霍金辐射、贝肯斯坦的面积-熵关系,早已指出:黑洞的事件视界不仅有温度,还有熵。黑洞越大,熵越高;黑洞蒸发,熵减少;但总熵增加,这需要有一种机制维持热力学第二定律。

    Jacobson的突破是:这背后的机制,就是爱因斯坦方程。它不是前提,是结果。

    他引入了局域Rindler视界。在任何时空中的点,都可以建立一个局部的加速框架,这框架里的观测者会看到一个视界,而这个视界和黑洞事件视界在局部上没区别。

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    只要在每一个点上,假设“热力学关系成立”,要求视界的能量流与面积变化之间满足某种对应,那么,整个时空就会自动满足爱因斯坦方程。

    更炸裂的是,这个“热量”不是通常意义上的能量,而是与洛伦兹变换中的加速变换(即Lorentz Boost)相关的一种“加速能量”;它所对应的温度,正是盎鲁温度。

    这就是盎鲁效应:即便在平直的闵可夫斯基时空,一个匀加速的观测者也会看到热辐射。哪来的温度?来自于量子真空的纠缠。

    量子场的真空态,在某一区域上截断之后,不再是纯态,而是一个热态。这就是Bisognano-Wichmann定理。

    于是,热力学不仅是黑洞的专利,是真空本身的结构。每一道视界,其实都在封装一段熵。不是物质带来的熵,而是量子纠缠带来的“熵”。

    但这里马上碰上一个爆点:用量子场理论去数这熵,会发现是无限的。

    因为短尺度上,场可以无穷地纠缠,越靠近视界,模式密度越大,熵越大,直到发散。可贝肯斯坦-霍金熵是有限的,按面积给出的。

    怎么回事?

    引力救场。在极小尺度下,量子涨落的能量会大到足以产生微型黑洞,导致两个纠缠粒子无法再分开。因此,熵的统计必须截止于某个最小尺度。而这个尺度,正好是普朗克尺度。

    于是,有限的黑洞熵,不是某种巧合,而是重力的反馈。

    更绝的是,Jacobson反过来说:如果你接受这个反馈是必然的,那么爱因斯坦方程就是熵-能量关系的“状态方程”。

    这已经让我们不得不怀疑,引力不是基础,而是某种统计效应。

    这也正是2015年Jacobson又进一步推进的内容。他放弃了局部Rindler视界,改为考虑一个有限区域内的最大纠缠态,提出“最大真空纠缠假设”,从统计角度再次推出爱因斯坦方程。

    推导要求保持固定的是体积,而不是面积。如果固定的是面积,方程会错,万有引力常数的系数对不上。为什么体积起关键作用?Jacobson自己也不知道。

    但这恰好说明:这个推导不是随意调整的,是有严密结构的。

    然而,这种“热力学引力”图景只是开始,更深的挑战是:既然是统计效应,那么微观自由度是什么?

    这里,全息术(Holography)登场。

    Maldacena提出AdS/CFT对应,将引力映射为边界上的无引力系统:一个CFT就可以编码整个AdS空间。

    也就是说,时空本身是纠缠的几何表现。

    特别是Ryu-Takayanagi公式:CFT中一个区域的纠缠熵,对应的是AdS空间中一个极小面片的面积。熵=面积/4G。这不是黑洞的特权,是整个空间的结构。

    空间的连通性,甚至取决于纠缠。如果你“剪断”真空中的纠缠——让两个区域的场不再相关——重力会回应一个巨大能量密度,空间本身会裂开。

    你甚至不能通过那道边界,因为那不是墙,而是一个时空终止面。

    这就回到了Marolf的观点:在全局广义协变理论中,真正可定义的物理量,只存在于边界。哈密尔顿量本身是一个边界通量积分。

    这就意味着:只要你在边界上能定义一组闭合代数的可观测量,那么无论你怎么演化,这些可观测量之间的信息不会丢失。信息守恒,在边界。

    这直接对黑洞信息悖论下手。

    人们常说:黑洞蒸发,霍金辐射是热的,没有编码原始信息,信息似乎丢失了。可这个说法,默认你在用局部量子场论,在一个有背景时空中进行讨论。

    可广义相对论下,没有“绝对坐标”,你不能说“这段纠缠在那个点”,因为你都没有准确定义那个点。你需要“引力穿衣”,要定义你的参考系,要考虑测量者的轨迹及其引力反馈。

    这些你都没做,所以“你说的信息丢失”本身不成立。

    只有边界观测是严格定义的。在那一套语言下,没有信息丢失。

    问题是:要“复原”这些信息,需要测量哪些东西?这个现在没人知道。可能是极其复杂的边界算符组合,也可能是重力场的高阶多极矩。

    所以,这一切的线索,绕回来了:

    引力不是起点,是终点。不是几何的先验,而是纠缠的统计结果。爱因斯坦方程,不是神启,而是热力学的副产品。只要你承认,哪怕只是一点:信息的本质是纠缠,熵的来源是割裂,那么引力股票交易所股票,就不再神秘。

    发布于:甘肃省

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