引力是熵力吗.ppt
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1、2019年5月2日星期四,引力是“熵力”吗,李淼,中国科学院理论物理研究所 2010.01.12,2019年5月2日星期四,本报告介绍Erik Verlinde最近的工作: On the Origin of Gravity and the Laws of Newton arXiv:1001.0785v1hep-th,2019年5月2日星期四,很久以来,一直有人怀疑万有引力不是基 本的,是一种宏观现象。 例如,Ted Jacobson在 Thermodynamics of Spacetime: The Einstein Equation of State arXiv:gr-qc/9504004v
2、2 用类似黑洞热力学的办法推导了爱因斯坦 方程,2019年5月2日星期四,Verlinde在他的工作中指出,不仅引力本 身,惯性和质量其实也是一种宏观现象。 用文字来表达他的结果,就是: 1、引力是熵力。 2、加速度与熵的梯度有关,所以惯性是 无熵梯度的表现,质量与bits数成正比。 3、牛顿势是熵与bits数的比例。,2019年5月2日星期四,什么是熵力? 例子:虎克定律中的弹性力就是熵力。,2019年5月2日星期四,在微正则系综中 有 或热力学第一定律,2019年5月2日星期四,引力 Verlinde假设 m,2019年5月2日星期四,所以,根据第一定律: 利用Unruh公式 得牛顿第二定
3、律,2019年5月2日星期四,问题:Unruh公式是量子场论推出的,不用 如何? 答案:不用Unruh公式,但假设全息原理, 可得牛顿万有引力公式。 在球面上,假设bits数(自由度数):,2019年5月2日星期四,由 推得 代入 得,2019年5月2日星期四,总结: 1、基本假设 加Unruh公式 推出牛顿第二定律 2、基本假设 加全息假设 推出牛顿万有引力,2019年5月2日星期四,问题:在熵变的基本公式中,Planck常数 出现,在Unruh公式和全息假设中,Planck 常数也出现,但牛顿第二定律和万有引力 公式是经典的,所以Planck常数相消。 我们可以用任何其他常数代替Planc
4、k常 数,结论不变,所以量子力学不是必须 的,虽然量子力学是隐含的。,2019年5月2日星期四,惯性和牛顿势 考虑将一个质量为m的粒子“融入”全息屏。 根据能量均分原则,有 其中n是描述m需要的bits数。由于m是固定 的,T越低,需要的n越大。,2019年5月2日星期四,的确,在远离大质量物质M的地方,T较 低: 利用基本假设 和Unruh公 式,可得,2019年5月2日星期四,这个公式 的右边是描述该粒子的每个bit所带的熵, 我们可以直观地想成每个bit的受激程度。 方程右边已与Planck常数无关。,2019年5月2日星期四,引入牛顿势 得 这个结果很重要,说明每个bit的熵与牛顿 势
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