Fisici collegano gravità e informazione quantistica nella derivazione dell'equazione di Einstein

La teoria della relatività generale di Einstein descrive la gravità come la curvatura dello spazio e del tempo causata da materia ed energia. La teoria quantistica descrive il mondo microscopico. Una ricerca riportata da Phys.org il 12 ottobre 2026 mostra che gravità e informazione quantistica sono profondamente connesse, e che la forma dello spaziotempo può essere ricondotta al modo in cui l'informazione è immagazzinata nei campi quantistici.

Nel 1995, il fisico Ted Jacobson ha mostrato che le equazioni di Einstein possono essere derivate dalla termodinamica, la fisica del calore e dell'entropia, proprio come le leggi che governano un gas emergono dal movimento delle sue molecole. Secondo Phys.org, ciò suggeriva che la gravità potrebbe non essere fondamentale ma potrebbe emergere da qualcosa di più profondo. Il nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, ricostruisce quella derivazione usando metodi matematici che collegano l'informazione quantistica alla geometria dello spaziotempo.

Gli autori usano l'entropia relativa quantistica anziché la nozione classica di entropia. Secondo Phys.org, l'entropia relativa misura quanto bene due stati quantistici possono essere distinti, come distinguere un'onda che passa dal continuo incresparsi del mare. Il Dr. Albert Much, professore assistente di teoria quantistica dei campi e relatività generale e coautore dello studio, ha detto: «Mostriamo che questa quantità, valutata a un orizzonte — un confine nello spaziotempo oltre il quale non può essere ricevuta alcuna informazione — è uguale all'energia che fluisce attraverso quell'orizzonte».

Much ha affermato che la relazione tra entropia e area degli orizzonti, illustrata da Bekenstein e Hawking, è ben stabilita. Ha detto che combinandola con il risultato sull'entropia relativa si arriva direttamente alle equazioni che descrivono come la materia quantistica curva lo spaziotempo. Gli autori hanno affermato che il significato dei loro risultati risiede nella genuina novità della loro dimostrazione. Hanno riconosciuto che gli ingredienti fondamentali del legame tra informazione e gravità erano già noti, e hanno detto che la relazione era spesso presentata attraverso l'intuizione fisica e argomenti suggestivi anziché dimostrazioni matematiche rigorose.

Phys.org ha riferito che l'articolo e ampie conversazioni con gli autori suggeriscono che la ricerca potrebbe fornire nuovi indizi sull'origine della gravità, una conclusione provvisoria basata sul loro uso dell'entropia relativa quantistica. Secondo il rapporto, il legame tra entropia e gravità si è basato per decenni su analogie con la termodinamica classica. Gli autori hanno affermato che il lavoro è un passo significativo verso la comprensione della gravità quantistica, il problema aperto di unire la relatività generale con la teoria quantistica.