Голландские физики предположили, что пространство-время обладает свойством запоминать каждое событие на квантовом уровне. Новая теоретическая модель, получившая название квантовой матрицы памяти, может одновременно объяснить природу темной материи, темной энергии и даже циклическую смену космических эпох.
Группа исследователей во главе с физиком Флорианом Нойкартом из Лейденского университета представила научному сообществу амбициозную теоретическую концепцию, которая может кардинально изменить представления об устройстве мироздания. Статья ученых предлагает взглянуть на пространство-время не как на непрерывную пустоту, а как на дискретную структуру, состоящую из мельчайших квантовых «ячеек».
По мысли авторов, каждая такая ячейка способна фиксировать отпечаток любого происходящего в ней взаимодействия — будь то столкновение элементарных частиц или гравитационное возмущение от прохождения галактики. Иными словами, Вселенная не просто существует и эволюционирует, она непрерывно ведет своего рода «запись» собственной истории.
Самое интригующее в новой модели — это попытка убить сразу двух зайцев, которые десятилетиями не дают покоя астрофизикам. Скопления информационных отпечатков, накапливающихся в ячейках пространства-времени, по расчетам Нойкарта и его коллег, ведут себя математически точно так же, как темная материя: они гравитационно притягиваются друг к другу, образуя невидимые сгустки, которые объясняют аномально высокие скорости вращения галактик.
При этом никаких новых экзотических частиц вводить не требуется — всю «недостающую массу» обеспечивает информационное наследие прошлых событий. А за темную энергию, по версии ученых, отвечает остаточная энергия тех ячеек, которые уже достигли предела своей вместимости и перестали принимать новые отпечатки.
Особый интерес вызывает та часть теории, которая касается глобальной космологической эволюции. Авторы работы утверждают, что наша Вселенная уже пережила как минимум три-четыре цикла последовательного расширения и последующего сжатия. Когда объем накопленной информации в пространстве-времени достигает критического максимума, вместо гравитационного коллапса в бесконечно плотную сингулярность происходит так называемый «отскок» — мощнейший выброс энергии, запускающий новый Большой взрыв. Согласно расчетам, до финального насыщения информационной емкости космосу осталось менее десяти циклов, а его истинный «информационный возраст» оценивается примерно в 62 миллиарда лет — более чем в четыре раза превышая традиционную оценку возраста Вселенной.
Теоретические выкладки уже получили первые эмпирические подтверждения на квантовых компьютерах. Моделируя ячейки пространства-времени в виде кубитов, исследователям удалось восстанавливать исходные квантовые состояния с точностью, превышающей 90%, а также существенно снизить уровень логических ошибок при коррекции данных. Работа, однако, пока остается на уровне гипотезы — для ее окончательного подтверждения или опровержения потребуются новые экспериментальные данные и, возможно, создание более мощных квантовых вычислительных систем.
Ранее сообщалось, что изучение нашей галактики говорит об эволюции миллиардов других. Подо льдами Антарктиды нашли гигантский «веер», который может затопить мир.