安鲁效应

安鲁效应（也称为 Fulling–Davies–安鲁效应）是量子场论的运动学预测，即加速观察者将观察到热浴，如黑体辐射，而惯性观察者则不会观察到任何东西。 换句话说，从加速参考系来看，背景看起来是暖的； 用外行人的话说，一个加速的温度计（就像一个被挥动的温度计）在空旷的空间中，消除任何其他对其温度的贡献，将记录一个非零温度，仅仅来自它的加速度。 启发式地，对于均匀加速的观察者，惯性观察者的基态被视为具有非零温度浴的热力学平衡的混合状态。

安鲁效应最早由斯蒂芬·富林于 1973 年、保罗·戴维斯于 1975 年和 W. G. Unruh 于 1976 年首次描述。目前尚不清楚安鲁效应是否真的被观测到，因为声称的观测结果存在争议。 安鲁效应是否暗示着安鲁辐射的存在，也存在一些疑问。

Unruh 温度，有时称为 Davies–Unruh 温度，由 Paul Davies 和 William Unruh 分别推导出来，是真空场中均匀加速探测器所经历的有效温度。

其中 ħ 是约化普朗克常数，a 是局部加速度，c 是光速，kB 是玻尔兹曼常数。 因此，例如，2.47×1020 m⋅s−2 的适当加速度大约对应于 1 K 的温度。相反，1 m⋅s−2 的加速度对应于 4.06×10−21 K 的温度。

Unruh 温度与霍金温度 TH = ħg/2πckB 的形式相同，其中 g 表示黑洞的表面引力，由 Stephen Hawking 在 1974 年推导出来。因此，根据等效原理，它有时是 称为霍金-安鲁温度。

安鲁从理论上证明，真空的概念取决于观察者穿越时空的路径。 从加速观察者的角度来看，惯性观察者的真空看起来像是一种包含许多热平衡粒子的状态——一种温暖的气体。

安鲁效应只会出现在加速的观察者面前。 虽然安鲁效最初会被认为是违反直觉的，但如果按照以下特定方式解释真空这个词，它就有意义了。 在量子场论中，真空的概念与真空空间不同：空间充满了构成宇宙的量子化场。 真空只是这些场的最低可能能量状态。

任何量子化场的能量状态都由哈密顿量根据局部条件（包括时间坐标）定义。 根据狭义相对论，两个相对运动的观察者必须使用不同的时间坐标。 如果这些观察者正在加速，则可能没有共享坐标系。 因此，观察者将看到不同的量子态，从而看到不同的真空。

在某些情况下，一个观察者的真空甚至不在另一个观察者的量子态空间中。 用技术术语来说，这是因为两个真空导致量子场正则对换关系的统一不等价表示。 这是因为两个相互加速的观察者可能无法找到与他们的坐标选择相关的全局定义的坐标变换。

加速观察者将感知到明显的事件视界形成（参见林德勒时空）。 安鲁辐射的存在可能与这个明显的事件视界有关，将其置于与霍金辐射相同的概念框架中。 另一方面，安鲁效应理论解释了粒子的构成取决于观察者的运动状态。

在定义产生和湮灭算子之前，需要将自由场分解为正负频率分量。 这只能在具有类时 Killing 矢量场的时空中完成。 这种分解恰好在笛卡尔坐标系和林德勒坐标系中是不同的（尽管这两者是通过 Bogoliubov 变换相关联的）。 这解释了为什么根据创建和湮灭算符定义的粒子数在两个坐标中都不同。