用热力学原理推导出爱因斯坦的引力方程,引力的另一种视角
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发布时间：3小时前
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时间：2024-10-19 09:31
在量子引力的探索中，一个*性的视角将爱因斯坦的引力理论与热力学紧密相连。1995年，泰德·雅各布森的突破性发现将引力视为宏观自由度的微观描述，这一理念犹如照亮迷雾的一束光，照亮了引力、量子力学与热力学的交汇点。
罗伯特·沃尔德的研究揭示了引力与宏观物质性质的深刻联系，其理论框架与量子化空气波动理论的量子化爱因斯坦方程遥相呼应。雅各布森在他的论文中，如同编织了一张精妙的数学网，将热力学定律与爱因斯坦的引力方程紧密编织在一起，展现出理论的美妙对称性。
要深入理解这些理论，你需要掌握向量、对偶向量、流形、参数化曲线和张量等基石概念。它们如同建筑的砖石，构筑了引力动力学的框架，同时也揭示了时空热演化的过程。
(2,0)型张量示例：</方程8
当坐标变换发生时，张量的面貌如何改变？看看方程9，你会发现其中的微妙之处。
(0,2)型及混合张量：</方程10
李导数，这个微分几何中的核心概念，由索普斯·李命名，它描述了张量场随矢量场变化的轨迹，如图8所示，方程11-14便是它的精妙表达。
李导数几何定义：</方程15（图10）
而李导数张量的表达，就像一首精确的交响乐，见方程16。
对偶变量变换：</方程17
坐标无关的向量A，如方程18-20所示，它们在理论的平衡中起着关键作用。
-(0,2)张量李导数：</方程21
在对称时空的舞台上，基灵矢量翩翩起舞，协方差表达如方程22和图12所示，它们揭示了基灵视界的神秘面纱，而基灵矢量的对称性与运动常数的关联，见方程24-25。
在平坦时空的局部，黎曼法坐标描绘出观察者的世界线和光片，以及加速观察者真空状态的独特几何。雅各布森的推导犹如在迷宫中寻找出路，他揭示了未来视界的结构和特定几何构造，这些都在方程47中找到了具体表达。
当克劳修斯关系被雅各布森纳入考虑，熵与视界面积的比例被赋予了新的物理意义，如方程50所示。通过Raychaudhuri方程（51）和熵变（52），我们得以从热力学的角度，重新审视EFE（53），并与贝肯斯坦-霍金的黑洞熵理论完美契合。通过选择合适的参数α，雅各布森证明了EFE在所有时空中都得到了有力的支持。
