Czy Wszechświat może mieć pamięć? Naukowcy proponują teorię, która zmienia nasze rozumienie rzeczywistości.
Od ponad stu lat fizycy próbują pogodzić ze sobą ogólną teorię względności Einsteina, która opisuje grawitację jako zakrzywienie czasoprzestrzeni, oraz mechanikę kwantową. Obie działają bardzo dobrze w swoich obszarach, jednak wzajemnie się wykluczają, gdy tylko spotykają się w ekstremalnych warunkach. Jedną z największych zagadek, która z tego wynika, jest tzw. paradoks informacji czarnych dziur. Relatywistyka sugeruje, iż wszystko, co wpadnie do czarnej dziury, znika bez śladu, ale fizyka kwantowa nie pozwala na zniknięcie informacji. Właśnie tu pojawia się przełomowa teoria: kwantowa macierz pamięci (Quantum Memory Matrix, QMM).
Wszechświat, który pamięta
Fizycy z zespołu Floriana Neukarta postulują, iż czasoprzestrzeń nie jest ciągła, ale składa się z maleńkich komórek – podobnie jak piksele na ekranie albo sektory w dyskach HDD. Każda taka komórka może zapisywać informacje o zdarzeniach, które przez nią przechodzą, m.in. o cząstkach, oddziaływaniach, polach. To tak jakby Wszechświat w swojej strukturze rejestrował każde, choćby pojedyncze kliknięcie. Gdy coś wpada do czarnej dziury, informacja nie znika, ale zostaje zapisana w komórkach czasoprzestrzeni wokół niej. A gdy czarna dziura wyparowuje, informacja przez cały czas istnieje, bo już wcześniej została utrwalona.
Jak czytamy na łamach Space.com, zespół stworzył operator matematyczny, który opisuje, jak informacja zostaje zapisana i może zostać odczytana – zgodnie z zasadą odwracalności procesów kwantowych. Początkowo model dotyczył grawitacji, ale potem fizycy zorientowali się, iż inne siły – elektromagnetyczne czy jądrowe – również mogą pozostawiać swoje ślady w strukturze czasoprzestrzeni. To doprowadziło do śmiałej koncepcji mówiącej o tym, iż kształt czasoprzestrzeni zależy nie tylko od masy i energii, ale też od informacji i splątania kwantowego.
Ciemna materia jako skupisko informacji
Jednym z najbardziej zdumiewających wniosków płynących z tego modelu jest to, iż ciemna materia, czyli niewidzialna substancja, która oddziałuje grawitacyjnie, ale nie emituje światła, może być niczym innym, jak zagęszczonymi skupiskami informacji zapisanymi w czasoprzestrzeni. Takie skupiska odcisków informacji zachowują się w obliczeniach dokładnie tak, jak ciemna materia – tworzą swego rodzaju grawitacyjne narośla, wokół których krążą galaktyki. A więc być może nie potrzebujemy tajemniczych cząstek ciemnej materii. Wystarczy uznać, iż Wszechświat pamięta.
Model QMM ma także potencjał wyjaśnienia zjawiska ciemnej energii, czyli siły powodującej przyspieszającą ekspansję Wszechświata. Kiedy komórki czasoprzestrzeni osiągają granice swojej pamięci, nie mogą już zapisywać nowych danych. Powstaje wówczas energia resztkowa, która działa jak stała kosmologiczna Einsteina odpowiadająca właśnie ciemnej energii.
Wszechświat może mieć swój termin ważności
I tu pojawia się kolejna zaskakująca konsekwencja. Okazuje się, iż Wszechświat może być cykliczny. Gdy pamięć się zapełnia, ekspansja ustaje i zaczyna się kurczenie. Jednak zamiast kończyć się katastrofą dochodzi do odbicia, po którym następuje kolejny cykl. Zdaniem badaczy jesteśmy już w czwartym cyklu istnienia Wszechświata. Ma ich być maksymalnie 10. Po ostatnim pamięć czasoprzestrzeni zostanie całkowicie zapełniona, a Wszechświat wejdzie w fazę ostatecznego, powolnego rozciągania się.
Elementy nowej teorii zostały już sprawdzone na komputerach kwantowych. Fizycy potraktowali kubity jako komórki czasoprzestrzeni. Przeprowadzili eksperymenty, w których z powodzeniem odczytywali zapisane wcześniej informacje z ponad 90-proc. dokładnością.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
