一项颠覆性的新理论指出，我们所熟知的引力，很可能源自于熵——宇宙中无序和混乱程度的度量。如果这一理论最终被证实，那么它将带来一个令人深思的推论：如果宇宙保持完全不变，一切都将最终崩塌瓦解。

引力量子化：调和爱因斯坦与量子力学的宏伟尝试

这项理论的核心目标，是尝试弥合爱因斯坦的广义相对论（将引力视为时空弯曲）与量子理论（将宇宙视为由极小的、同时具有粒子和波动性质的物体构成）之间的鸿沟。更令人兴奋的是，该理论还可能为暗物质的存在提供一种全新的解释，这是一种至今仍令科学家们捉摸不透的神秘物质。

熵：秩序的终结者，引力的起源？

熵，这个词本身就足以让人感到不安。它意味着，如果一切都保持不变，物质和能量将会逐渐衰退，最终导致宇宙走向混乱和无序。那么，为什么会有一项新的理论提出，引力可能源自于熵呢？

确实如此：量子相对熵，这个概念听起来颇为复杂，可能正是驱动引力的根本力量。伦敦玛丽女王大学的物理学家和数学家吉内斯特拉·比安科尼（Ginestra Bianconi）在一项新的理论中提出了这一观点。但要使这一理论成立，首先需要解决一个长期存在的难题：如何调和两个长期以来相互冲突的理论。

广义相对论与量子理论：两个宇宙图景的碰撞

量子相对熵的概念，正是试图将广义相对论和量子理论这两个截然不同的概念融合在一起。爱因斯坦的广义相对论将引力视为物体对时空的弯曲或扭曲。质量越大的物体，对周围时空的影响就越大。例如，太阳的质量是地球的33万倍。因此，我们的地球实际上是在太阳巨大存在所造成的时空巨大扭曲中运行，就像一个硬币在一个巨大的漏斗中滚动一样。

另一方面，量子理论认为宇宙是由极其微小的物体（例如亚原子粒子）组成的，这些物体既表现出粒子的性质，又表现出波的性质。粒子是微小的物质碎片，而波是传递能量的扰动。根据量子力学，宇宙在微观和纳米尺度上被描述。而相对论则相反，它描述的是宇宙尺度上的物质。

比安科尼的理论：连接两个世界的桥梁

长期以来，找到一种将广义相对论和量子力学联系起来的方法，一直困扰着科学家们。为了解决这个问题，比安科尼提出了她的理论。她假设时空实际上是一个量子算符，这意味着它可以作用于量子态，将其转化为不同类型的量子态。量子熵量化了某种状态中的无序或不可预测性，这有助于区分两种量子态。比安科尼在她的研究中发现，她可以用它来描述时空和物质之间的相互作用。

“引力源于熵作用，它将物质场与时空几何结构耦合在一起，”她在最近发表在《物理评论D》上的一项研究中说道。

通过允许量子熵描述物质和时空之间的差异，比安科尼的理论通过首先赋予时空结构低能量和小曲率，然后预测一个小的宇宙常数（解释了宇宙膨胀的速度和程度），从而修改了广义相对论。

G场：暗物质的候选者？

这个新理论还包含一个G场，即引力场。G场是矢量场，这意味着它们既有大小又有方向，可以解释空间是如何受到物体影响的。比安科尼使用G场作为拉格朗日乘数，该乘数用于寻找函数的最大值和最小值。波是量子态中的一种，由波函数描述。利用G场找到波函数的最大值和最小值，可能有助于调和量子理论和广义相对论。

如果这两个理论之间的冲突最终得到解决，我们最终会得到量子引力，它将以粒子和波的形式存在。

然而，引力以粒子形式存在，又提出了另一个问题。暗物质是由粒子组成的，但这些粒子的性质仍然是一个谜，因为它们从未被直接观察到。比安科尼认为，如果引力可以以粒子的形式存在，那么G场可能为暗物质提供一种解释。

她在新闻稿中说：“这项工作表明，量子引力具有熵的起源，并暗示G场可能是暗物质的候选者。”

当然，要证实这个想法，还需要做大量的工作。但是，有一种可能性是，混乱带来了引力，而引力又可能以某种形式成为暗物质。这无疑是一个令人震惊的想法，它打开了我们理解宇宙的新窗口。