广义相对论与量子场论中的能量条件

本综述总结了广义相对论与量子场论中能量条件的现状。我们提供了历史回顾以及技术结果与应用的总结,并补充了若干新的推导与讨论。我们特别关注运动方程的作用以及经典理论与量子理论之间的关系。点态能量条件最初是作为广义相对论背景下对物质的物理合理性限制而引入的,旨在表达例如质量的正性或引力的吸引性。或许更为重要的是,它们被用作数学相对论中的假设,以证明奇点定理以及虫洞及类似奇异现象的不存在性。然而,由于所有点态能量条件都系统性地被量子场乃至某些相当简单的经典场所违背,概念简洁性、普遍有效性与强结论之间的微妙平衡面临严峻挑战。为应对这些挑战,人们引入了较弱的命题,如量子能量不等式与平均能量条件。它们具有更大的有效范围,并可能仍足以证明至少部分早期结果。其中,非时序平均零能量条件近来受到更多关注,它有望成为所有引力物理物质动力学——即便在半经典或量子引力语境中——的普适性质。