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引力的量子化一直困扰着无数科研工作者。对于黑洞的研究,特别是stretched视界的研究,而让我们认为弦理论是一个最大的候选者,然而由于引力能标太高,我们不能直接检验弦论正确与否。上个世纪七十年代以来,对黑洞热力学的研究,给我们带来了更多的量子引力的提示。而上个世纪末的AdS/CFT对应(更一般的gauge/gravity对偶)的发展更是促使Verlinde提出了引力的新解释:引力是一种熵力。
然而早在1995年,T.Jacobson通过假设熵和面积成正比以及热力学第一定律推得爱因斯坦方程。与Verlinde不同的是,他分析的是类光屏上的热力学。他的后续文章也讨论f(R)引力理论,并引入的熵产率项。而后续一些其他同行的工作又认为任何引力理论都不需要引入熵产率。我们的工作是把这个熵产率找回来,并且赋予其物理意义。最终,我们发现它联系了近似killing矢量场的第三阶。
2010年,我们组在Verlinde和Jacobson工作的基础上,提出了新的全息方案。我们和Verlinde的方案有几个不同地方。第一,我们用的屏既可以开也可以闭,屏上的温度不是必须引入的。但是屏上能量密度和压强必须被引入。而对应的屏上能动张量是正比于外曲率的。我们用的能量定义是Brown-York能量定义,并且我们认为Verlinde的能均分定理由于表面压强的存在而不满足。我们主要用两个理想模型来计算屏上的热力学。第一个模型是研究密度很小的但是处处为常数的球体,而分析全息屏在球内扫过时屏上的热力学第一定律。第二个模型是屏放在球外无穷远处,屏扫过真空时得到的热力学第一定律。由于这2个模型都是极限情况,算得的熵恰恰就是Bekenstein熵界。因此,我们认为全息熵应该为Bekenstein熵界。