热力学视点下的引力理论及其相关研究

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1、南昌大学硕士学位论文热力学视点下的引力理论及其相关研究姓名：程龙申请学位级别：硕士专业：天体物理指导教师：李翔20120606摘要通过弯曲时空的场论，人们发现黑洞以及其他时空模型等都有热力学效应。基于时空的热力学性质，我们相信时空与其他物质一样也有着其内部微观结构。在此基础上，一些物理学家认为现在所用来描述时空的引力理论可能只是一种宏观衍生现象。其中，Verlinde的熵力假说不仅将引力视为衍生宏观现象，而且解释了引力的起源是来自全息屏上的熵变。在本文中，为了得到可以被预言的新引力现象，我们讨论了一些在传统的纯引力

2、理论中没有涉及的问题，例如引力涨落效应。第一章里，我们简要介绍研究背景和意义、回顾了历史上我们对引力本质认识的发展情况、以及时空与热力学的关系，并提出了自己的一些理解，从而为引力是衍生现象的观点做了铺垫。在第二章中，我们具体分析了一些衍生引力的观点，并给出了一些具体的数学推导。其中主要介绍如何从热力学的角度去认识时空与引力，并着重分析了全息原理带给我们的启发以及Verlinde的熵力假说，而且也分析了熵力所存在的一些缺陷，并提出了一些解决这些缺陷的具体思路。第三章中，我们通过修正能量均分定理得到修正的牛顿引力定律。

3、在本章中，主要基于固体物理，将时空与弹性固体作类比去修正熵力，从而推导出修正的牛顿引力定律。同时我们分析了修正项所带来的影响，并指出修正项本身的物理意义正是反映了时空的涨落。第四章的内容则进一步将熵力以及由此得到的涨落现象应用到宇宙学中，得到了修正的Friedmann方程。而修正项恰好同宇宙学常数一样为真空能量密度，而且形式上与通过场论得到的成～：}l国。4相一致，由此，我们相信宇宙学常数很有可能反映的是时空的涨落。最后是总结全文并做了展望III摘要关键词引力衍生现象熵力修正能量均分定理IVAbstractAcco

4、rdingtothequantumfieldtheoryincurvedspace-time，onecaninvestigatethatblackholesandotherspace—timemodelsallhavethermodynamiceffects．Basedonthethermalpropertiesofspace-time，weconfirmthatspace-time，aswellastheothermatters，hasinnermicroscopicstructure．Sosomephysici

5、ststhinkthatthetheoryofgravitydescribingthespace-timemaybeonlyanemergentphenomenon，suchasVerlinde’Sentropicforcescenariowhichexplainsthattheoriginofthegravityisentropicdifferencesontheholographicscreen．Inthisthesis，inordertoobtainsomenewpredictablegravitationa

6、lphenomena，weargueseveraloneswhichcan’tbeinducedfromtraditionalpuretheoryofgravity，e．g．gravitationalfluctuations．Inchapter1，webrieflyintroducethebackgroundandsenseofinvestigations，andreviewthehistoryofnnderstandingthenatureofgravityandconnectionbetweenspace-ti

7、meandthermodynamics．Besides，weproposesomeOurownopinions，leadingtotheconclusionthatthegravityisallemergentphenomenon．Inchapter2，afewviewsofemergentgravityareanalyzedindetail．Wealsogivesomespecificmathematicalderivations．Amongthat，weintroducehowtounderstandspace

8、-timeandgravityintheviewofthethermodynamicsandfocusontheanalysisoftheinspirationfromtheholographicprinciple．Inaddition，Verlinde’Sentropicforcescenarioisalsoanalyzedemphatically．Aft