从热力学视角看广义相对论

我展示了空间内部区域的引力动力学可以与该区域边界上的热力学描述相联系，从而为经典广义相对论的若干数学特征提供了清晰的物理解释：（1）与特定时间演化矢量场相关联的、包含在内部区域的诺特荷，具有作为边界表面引力热含量的直接热力学解释。（2）这一结果反过来表明，所有静态时空都保持全息均分；在这些时空中，边界上的自由度数目等于内部区域的自由度数目。（3）在一个一般的、演化的时空中，引力动量的变化率与内部和边界自由度数目之差有关。正是这种对全息均分的偏离驱动了时空的时间演化。（4）当运动方程成立时，一个内部区域内引力加物质的（自然定义的）总能量将等于边界热含量。（5）在论证了需要一种替代性的引力描述（如果我们要解决宇宙学常数问题）之后，我描述了一个基于零表面的热力学变分原理来实现这一目标。与零线汇相关联的诺特荷自然地引出了零表面的引力热密度概念。实际上，零表面变分原理使物质加引力系统的总热含量取极值。文中还描述了基于此主题的若干变体和推论。【节略】