Физики вывели уравнения Эйнштейна из квантовой информации

Физики показали, что гравитация может быть не фундаментальной силой, а следствием того, как информация хранится в квантовых полях. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, связывает форму пространства-времени с квантовой информацией. Об этом пишет сайт Phys.org.

В 1995 году физик Тед Джейкобсон вывел уравнения Эйнштейна из термодинамики, что указало на возможную вторичность гравитации. Авторы новой работы, включая доктора Альберта Муха и физика Филиппа Дорау из Лейпцигского университета, пошли дальше, используя квантовую относительную энтропию — точную математическую меру различимости двух квантовых состояний.

«Мы показываем, что эта величина, вычисленная на горизонте — границе, за которую информация не поступает, — равна энергии, пересекающей этот горизонт», — пояснил Мух. В сочетании с известной связью между энтропией и площадью горизонтов, установленной Бекенштейном и Хокингом, это напрямую приводит к уравнениям, описывающим, как квантовая материя искривляет пространство-время.

Авторы подчеркивают, что их вывод использует строгие математические методы вместо прежних эвристических аргументов. «Это подтверждает взгляд, что пространство-время и гравитация могут возникать из более фундаментальной квантовой информации», — отметил Мух.

Практических применений у работы пока нет, но исторически подобные фундаментальные исследования приводили к важным технологиям: общая теория относительности сегодня необходима для работы GPS. Ученые планируют расширить выводы на более общие случаи, включая разные формы квантовой материи и светоподобные поверхности, ключевые для физики черных дыр.