由京都大学提供
信用:CC0公共领域
爱因斯坦对数学挑战并不陌生
他努力用一种既承认能量守恒定律又承认协方差定律的方式来定义能量，这是广义相对论的基本特征，在广义相对论中，物理定律对所有观察者来说都是相同的
京都大学汤川理论物理研究所的一个研究小组现在提出了一种新的方法来解决这个长期存在的问题，通过定义能量来引入熵的概念
尽管在调和广义相对论和量子力学的优雅方面做了大量的努力，团队成员横山水一说，“这个解决方案非常直观
" 爱因斯坦的场方程描述了物质和能量如何塑造时空，以及时空结构如何反过来移动物质和能量
然而，求解这组方程是出了名的困难，比如要确定与描述质量和能量的麻烦因子能量动量张量相关的电荷的行为
研究小组观察到电荷守恒类似于熵，熵可以被描述为系统中不同排列方式数量的量度
问题是:守恒熵违背了这个标准定义
这个守恒量的存在与基础物理学中的诺特定理相矛盾，在诺特定理中，任何量的守恒通常都是由于系统中的某种对称性而产生的
另一位团队成员青木信也对其他研究人员还没有应用能量动量张量的新定义感到惊讶，他补充说，他“也很好奇，在一般的弯曲时空中，即使没有对称性，守恒量也可以被定义。”
" 事实上，该团队还应用了这种新颖的方法来观察各种各样的宇宙现象，比如宇宙的膨胀和黑洞
虽然这些计算与目前公认的史瓦西黑洞熵的行为非常一致，但这些方程表明熵密度集中在黑洞中心的奇点，这是一个时空变得模糊不清的区域
作者希望，他们的研究将激发许多科学家不仅在引力理论方面，而且在基础物理方面进行更深入的讨论
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