重力來自熵？新理論試圖統一相對論與量子力學

熵，這個源自熱力學的概念，常被用來描述系統的混亂程度。在一個孤立的系統中，例如我們的宇宙，熵總是呈現增加的趨勢。有趣的是，熵也與資訊息息相關。正因如此，這項新研究希望透過量子資訊理論的框架，找到相對論與量子力學之間的共通點。

在這項研究中，科學家們使用了量子相對熵的概念來描述時空幾何與物質之間的互動關係。在許多關於重力的圖示中，時空幾何被描繪成一個網格，而物質則是使這個網格彎曲的物體。實際上，時空幾何是由時空的度量所定義的，它包含三個空間維度和一個時間維度，這些都受到物體質量的影響。

然而，這項研究提出了一個新的觀點：物質的影響應該用一個與時空無關但類似的度量來定義。時空幾何與「幾何」物質場之間的聯絡，則透過一個熵作用來量化。雖然相對論已經相當複雜，這項理論似乎又增加了另一層難度，但如果不涉及巨大的質量或能量，這兩個度量最終會回歸到我們已經多次驗證的標準相對論。

這還不是全部。這項理論還具有解釋暗能量和暗物質的潛力，這兩者是目前宇宙學中尚未解開的謎團。理論預測了一個小的正宇宙常數的出現，這可能與暗能量的某些版本相符，而暗能量正是導致宇宙加速膨脹的原因。

此外，這個理論框架中還引入了一個稱為G場的量，它對重力的修正可能與暗物質的存在一致。暗物質的存在是基於星系運動的推測，暗示著宇宙中存在著比我們所能看到的更多的不可見物質。但或許，問題出在我們對重力定律的理解上。

「這項工作提出量子重力可能源自熵，並暗示G場可能是暗物質的候選者，」來自倫敦瑪麗女王大學的Bianconi教授在一份宣告中表示。「此外，我們模型預測的宇宙常數可能有助於解決理論預測與宇宙膨脹的實驗觀測之間的差異。」

這項創新的理論框架已發表在《物理評論D》期刊上，為我們理解宇宙的基本法則提供了新的視角。