Относительность наконец-то разогрелась до квантовой механики?

Исследовательская группа предоставила новое определение энергии для объяснения черных дыр.

Эйнштейну не были чужды математические проблемы. Он пытался определить энергию таким образом, чтобы признавать как закон сохранения энергии, так и ковариацию, являющуюся фундаментальной особенностью общей теории относительности, где физические законы одинаковы для всех наблюдателей.

Исследовательская группа Института теоретической физики Юкава при Университете Киото предложила новый подход к этой давней проблеме, определив энергию с учетом концепции энтропии. Несмотря на то, что многие усилия были вложены в согласование элегантности общей теории относительности с квантовой механикой, член команды Шуичи Йокояма говорит: «Решение очень интуитивное».

Уравнения поля Эйнштейна описывают, как материя и энергия формируют пространство-время и как, в свою очередь, структура пространства-времени перемещает материю и энергию. Однако решение этого набора уравнений печально известно своей сложностью, например при определении поведения заряда, связанного с тензором энергии-импульса, проблемным фактором, описывающим массу и энергию.

Исследовательская группа заметила, что сохранение заряда напоминает энтропию, которую можно описывать как меру количества разных методов упорядочения частей системы.

Но есть нюанс: сохраненная энтропия противоречит этому стандартному определению.

Существование этой сохраняющейся величины противоречит принципу базовой физики, известному как теорема Нетера, согласно которой сохранение любой величины обычно возникает из-за определенной симметрии в системе.

Удивленный тем, что другие исследователи еще не применили это новое определение тензора энергии-импульса, другой член команды, Шинья Аоки, добавляет, что он «также заинтригован тем, что в общем искаженном пространстве-времени сохраненная величина может быть определена даже без симметрии».

Фактически команда также применила этот новый подход для наблюдения за разнообразными космическими явлениями, такими как расширение Вселенной и черные дыры. Хотя расчеты хорошо соответствуют принятому на данный момент поведению энтропии для черной дыры Шварцшильда, уравнения показывают, что плотность энтропии сосредоточена в сингулярности в центре черной дыры, области, где пространство-время становится плохо определенным.

Авторы надеются, что их исследования подтолкнут к более глубокой дискуссии среди многих ученых не только в теории гравитации, но и в фундаментальной физике.

Результаты работы были опубликованы в "International Journal of Modern Physics A" в статье "Сохранение заряда, ток энтропии и гравитация".

OstanniPodii.com