Индуцированная гравитация (или возникающая гравитация ) — это идея в квантовой гравитации , согласно которой кривизна пространства-времени и ее динамика возникают как приближение среднего поля лежащих в основе микроскопических степеней свободы , аналогичное приближению механики жидкости конденсатов Бозе-Эйнштейна . Первоначально эта концепция была предложена Андреем Сахаровым в 1967 году.
Сахаров заметил, что многие системы конденсированного состояния приводят к возникновению явлений, которые аналогичны общей теории относительности . Например, дефекты кристаллов могут выглядеть как кривизна и кручение в пространстве-времени Эйнштейна–Картана . Это позволяет создать теорию гравитации с кручением из мировой кристаллической модели пространства-времени, в которой шаг решетки имеет порядок планковской длины . [1] Идея Сахарова состояла в том, чтобы начать с произвольного фонового псевдориманова многообразия (в современных трактовках, возможно, с кручением) и ввести на нем квантовые поля (материю), но не вводить явно какую-либо гравитационную динамику. Это приводит к эффективному действию , которое в однопетлевом порядке содержит действие Эйнштейна–Гильберта с космологической постоянной . Другими словами, общая теория относительности возникает как возникающее свойство полей материи и не вводится вручную. С другой стороны, такие модели обычно предсказывают огромные космологические постоянные .
Некоторые утверждают, что конкретные модели, предложенные Сахаровым и другими, были доказаны невозможностью теоремы Вайнберга-Виттена . Однако модели с возникающей гравитацией возможны, пока другие вещи, такие как измерения пространства-времени, возникают вместе с гравитацией. Развитие соответствий AdS/CFT после 1997 года предполагает, что микрофизические степени свободы в индуцированной гравитации могут быть радикально иными. Объемное пространство-время возникает как возникающее явление квантовых степеней свободы, которые запутаны и живут на границе пространства-времени. По мнению некоторых выдающихся исследователей возникающей гравитации (таких как Марк Ван Раамсдонк ), пространство-время состоит из квантовой запутанности. [2] Это подразумевает, что квантовая запутанность является фундаментальным свойством, которое порождает пространство-время. В 1995 году Якобсон показал, что уравнения поля Эйнштейна могут быть выведены из первого закона термодинамики, примененного на локальных горизонтах Риндлера . [3] Тану Падманабхан и Эрик Верлинде исследуют связи между гравитацией и энтропией , Верлинде известен своим предложением об энтропийной гравитации . [4] [5] Уравнение Эйнштейна для гравитации может возникнуть из первого закона запутанности. [6] [7] [8] В предложении «квантового графа» Конопки, Маркопулу-Каламара , Северини и Смолина фундаментальные степени свободы существуют на динамическом графе, который изначально является полным , и эффективная пространственная решетчатая структура возникает в пределе низких температур. [9] [10]