ارتباط عمیق گرانش و ترمودینامیک

امروزه به نظر می رسد که ارتباط عمیقی بین گرانش و ترمودینامیک وجود دارد. نخستین کسی که به این ارتباط توجه کرد، بکنشتین بود که در دهه ی 1970 میلادی نشان داد برای یک سیاهچاله، کمیت های ترمودینامیکی مانندآنتروپی و دما متناسب با کمیت های هندسی یعنی مساحت افق رویداد و گرانش سطحی است. بعد از او ژاکوبسون در سال 1995 توانست، معادلات میدان نسبیت عام اینشتین را با استفاده از رابطه ی ترمودینامیکی کلاسیوس، با فرض اینکه آنتروپی یک سیستم متناسب با مساحت آن است، به دست آورد. گام بلند بعدی توسط ورلینده در سال 2010 برداشته شد، که ادعا کرد قوانین گرانش بنیادی نیستند و منشأ آنتروپی دارند. او توانست با پذیرش اصل هولوگرافی و قانون تقسیم مساوی انرژی، قانون گرانش نیوتن، معادله ی پواسون و معادلات میدان نسبیت عام را به دست آورد. در این پایان نامه، ما با در نظر گرفتن تصحیحات قانون مساحت برای آنتروپی و همچنین تصحیح قانون تقسیم مساوی انرژی در دماهای پایین (تصحیح دبای)، شکل اصلاح شده قانون گرانش نیوتن، معادله ی پواسون و معادلات اینشتین اصلاح شده را به دست می آوریم. نشان می دهیم که در دماهای خیلی بیشتر از دمای دبای که مربوط به میدان های گرانشی قوی است، روابط به دست آمده به همان روابط استاندارد قبلی تبدیل می شوند. اما در دماهای خیلی کمتر از دمای دبای، که مربوط به میدان های گرانشی ضعیف است، روابط به دست آمده نسبت به صورت قبلی آن ها خیلی متفاوت خواهند بود. خواهیم دید که در نظر گرفتن تصحیح دبای در به دست آوردن قانون گرانش نیوتن، یک زیر بنای نظری منطقی برای نظریه ی دینامیک نیوتنی اصلاح شده فراهم می کند.