Entropi kütle çekimi

Modern fiziğin bir teorisi olan entropik çekim kuvveti, kütleçekiminden bir entropik kuvvet olarak bahsetmektedir. Çekim kuvveti kuantum alan teorisi ve gluon ile temel etkileşimi olmayan, ancak bir olasılık, fiziksel sistemler kendi entropilerini arttırmak için eğilimlidir. Bu öneri fizik toplumu tarafından yoğun itiraza maruz kalmıştır, ama bu termodinamik özelliklerinin ağırlıkla yer aldığı yeni bir araştırmaya yol açtı.
Köken
Çekim kuvvetinin olasılıksal açıklaması 1970'lerin ortasında Bekenstein ve Hawking tarafından yapılan kara delik termodinamiği araştırmasına dayanmaktadır. Bu çalışma çekim kuvveti ile ısı davranışı olarak tanımlanan termodinamik arasında derin bir bağlantı olduğunu ileri sürmüştür. 1995 yılına gelindiğinde, Jacobson, Einstein alan denklemlerinin genel termodinamik hususları ile eşdeğerlik ilkesinin birleştirilerek türetilebileceğini kanıtlamıştır. Hemen akabinde diğer fizikçiler, aralarından en dikkat çekeni Thanu Padmanabhan, çekim kuvveti ve entropi arasındaki ilişkiyi araştırmaya başlamışlardır.
Erik Verlinde'nin teorisi
2009 yılında Erik Verlinde çekim kuvvetinden bir entropik kuvvet olarak bahseden bir kavramsal modeli açıklamıştır. 6 Haziran 2010 tarihinde Erik Verlinde, Newton Yasaları ve Çekim Kuvvetinin Kökeni (On the Origin of Gravity and the Laws of Newton) başlığı altında 29 sayfalık bir ön baskı yayınlamıştır. Bu ön baskı 2011 Nisan ayında Yüksek Enerji Fiziği dergisinde (Journal of High Energy Physics) dergisinde yayınlanmıştır. Ters mantık üzerinden 300 yıl, yerçekimini maddi cisimlerin konumları ile ilgili bilgilerin bir sonucu olarak ile savundu. Bu model Gerardus 't Hooft'un holografi ilkesi ile kütleçekiminin termodinamik yaklaşımını birleştirmiştir. Bu yeni model kütleçekiminin temel bir etkileşim olmadığını, ancak bir holografik ekran üzerin de kodlanan mikroskopik serbestlik derecesinin istatistiksel davranışlardan doğan bir fenomen olduğunu ima etmiştir. Makale bilim dünyasından çeşitli tepkiler çekti. Andrew Strominger, bir sicim kuramcısı, Bazı insanlar var olamaz doğru, Diğerleri değil ve biz zaten biliyorduk bu doğrumu ve derin, doğru ve önemsiz."
2011 Temmuz ayında Verlinde String 2011 konferansı için kendi düşüncelerindeki gelişmeleri ve karanlık maddenin kökeni hakkında bir açıklama da içeren yazısını sunmuştur.
Verlinde'nin makalesi büyük miktarda medya baskısının odağında kalmıştır, ve kozmologların takibine izin vermiştir. karanlık enerji hipotezi, evrenin genişlemesi, kozmolojik enflasyon, ve kuantum çekim döngüsü. Ayrıca, büyük boyutlar da entropik çekim kuvvetine izin veren özel mikroskop modelini önermiştir.
Eleştiriler ve Deneysel Testler
Verlinde'nin orijinal makalesin de dediği gibi; entropik kütleçekimi, Einstein'in alan denklemlerinden türemiştir ve Newton uyumlu bir yaklaşım da çekimsel kuvvetler için potansiyel 1/r'dir. Yeni bir fiziksel tahmin oluşturmadığı için mevcut deneysel yöntemlerle geçerliliği kanıtlanamamıştır ve Newton uyumlu çekimsel kuvvet ve genel görelilikten farklı değildir.
Durum böyle bile olsa, entropik çekim kuvveti şimdiki haliyle temeller üzerinde bazı değişlikler yapmıştır. Victoria Wellington üniversitesinden mathematik profesörü Matt Viesser, korunan entropik kuvvetler de Genel Newton uyumlu durumlarda, korunan kuvvetler modelini göstermiştir. Leads to unphysical requirements for the required entropy and involves an unnatural number of temperature baths of differing temperatures. Visser concludes:
Çekimsel entropi açısından Einstein's denklemlerinin türevleri için Tower Wang energy-momentum korunumu ve kozmolojik homojenlik ve eş yönlülük, bazısı entropik çekimsel kuvveti Einstein denklemi entropik modelinin basit durumlarının ötesinde entropik çekimi genelleştirmek için kullanılan geniş çaplı potansiyel uyarlamalar gerektirdiğini göstermiştir.
Entropik Çekim ve kuantum Bağdaşması
Entropik kütleçekimini eleştirmek için bir başka sebebi ise entropik işlemlerin kuantum uyumluluğunu bozabileceğidir. Dünya'nın çekimsel alanını içerisin de ultra soğuk nötronlarla yapılan yeni deneyler, Scrödinger denkleminde öngörüldüğü gibi nötronların kesinlikle ayrı seviyeler de haraketsiz olduklarını göstermektedir. Decaherent faktörler olmadan kütleçekiminin korunan bir potansiyel alan olduğu düşünülmektedir. Archil Kobakhidze bu sonuçların entropik çekim yasasını çürüttüğünü savunmaktadır. Lubos Motl kendi bloğun da bu popüler tartışmayla ilgili açıklamalar vermektedir.