Вселенная может быть цикличным «квантовым компьютером» | Antifal Real
Физики считают, что пространство-время представляет собой дискретизированную “квантовую память” всех взаимодействий. Другими словами, Вселенная не просто эволюционирует, а она запоминает все, что происходит.
Related video
Более 100 лет физика строилась на двух на двух фундаментальных теориях. Общая теория относительности Эйнштейна объясняет гравитацию искривлением пространства и времени. Квантовая механика объясняет мир частиц и полей. Каждая теория хорошо работает в своей области применения, но если их объединить, то возникают противоречия, особенно когда речь идет о черных дырах, темной материи, темной энергии и происхождении космоса. Физики из Лейденского университета (Нидерланды) считают, что можно убрать эти противоречия. Для этого нужно рассматривать информацию, а не материю и энергию, и даже не само пространство-время как основополагающий компонент реальности. Эта модель называется матрицей квантовой памяти (МКП), пишет Space.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Матрица квантовой памяти
В основе модели МКП лежит утверждение, что пространство-время не является гладким, а дискретным, то есть состоящим из разрозненных частей, в данном случае оно состоит из мельчайших «ячеек», что и предполагает квантовая механика. Каждая ячейка может хранить квантовый отпечаток каждого взаимодействия, например, прохождения частицы или даже воздействия главных сил природы, таких как электромагнитное, а также сильное и слабое взаимодействие. Каждое событие оставляет после себя крошечное изменение в локальном квантовом состоянии ячейки пространства-времени. Другими словами, Вселенная не просто эволюционирует, а она запоминает все, что происходит.
История начинается с информационного парадокса черной дыры. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, все, что попадает в черную дыру, исчезает навсегда. Согласно квантовой теории, это невозможно. Информация никогда не может быть уничтожена.
МКП предлагает решение. Когда материя падает в черную дыру, окружающие ячейки пространства-времени сохраняют ее отпечаток. Когда черная дыра в конечном итоге испаряется, информация не теряется. Она уже записана в память пространства-времени. Этот механизм математически описывается так называемым оператором отпечатка, правилом, которое обеспечивает сохранение информации.
Модели физиков, которые предполагают существование ячеек пространства-времени, сильные и слабые взаимодействия, удерживающие атомные ядра вместе, также оставляют следы в пространстве-времени. Это же касается и электромагнитного взаимодействия. Даже простое электрическое поле изменяет состояние памяти ячеек пространства-времени.
Объяснение темной материи и темной энергии
Физики пришли к выводу, что на форму пространства-времени влияют не только масса и энергия, согласно теории относительности Эйнштейна, но и распределение квантовой информации, особенно с помощью квантовой запутанности. Это явление, при котором две частицы могут находится на расстоянии многих световых лет друг от друга, но при этом быть связанными. Если изменить состояние одной частицы, то автоматически и немедленно изменится состояние другой частицы.
Ученые обнаружили, что сгустки отпечатков ведут себя подобно темной материи, то есть невидимой субстанции, составляющей большую часть материи во Вселенной. Они группируются под действием гравитации и объясняют движение галактик, которые вращаются с неожиданно высокими скоростями, без необходимости существования темной материи.
Также физики выяснили, как может возникать темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной. Когда ячейки пространства-времени заполнены, они не могут регистрировать новую информацию. Вместо этого они вносят вклад в остаточную энергию пространства-времени. Этот вклад имеет ту же математическую форму, что и космологическая постоянная, или темная энергия, говорят ученые.
В совокупности эти результаты предполагают, что темная материя и темная энергия могут быть двумя сторонами одной информационной медали.
Вселенная может быть цикличной
Если пространство-время обладает конечной памятью, что происходит, когда оно заполняется? Физики считают, что Вселенная может быть цикличной, то есть ее рождение и смерть происходят снова и снова. Каждый цикл расширения и сжатия космоса добавляет в реестр больше энтропии, то меры беспорядка. При достижении предела информационной емкости пространства-времени энтропия достигает своего предела. Уравнения показывают, что вместо того, чтобы Вселенная сжалась обратно в точку сингулярности накопленная энтропия вызывает обратный процесс, приводящий к новой фазе расширения.
Модель ученых, которую они сравнили с данными реальных наблюдений, показывает, что Вселенная уже прошла три или четыре цикла расширения и сжатия, и осталось менее десяти таких циклов. После завершения оставшихся циклов информационная емкость пространства-времени будет полностью заполнена и Вселенная вступит в финальную фазу замедляющегося расширения. Это означает, что истинный «информационный возраст» космоса составляет примерно 62 миллиарда лет, а не только 13,8 миллиарда лет текущего расширения с момента Большого взрыва.
Вселенная похожа на квантовый компьютер
По словам физиков, модель МКП рассматривает Вселенную одновременно как банк космической памяти и квантовый компьютер. Каждое событие, каждая сила, каждая частица оставляет след, который формирует эволюцию космоса. Она связывает воедино некоторые из самых глубоких загадок физики: от информационного парадокса черной дыры до темной материи и темной энергии, от космических циклов до оси времени. Поэтому Вселенная быть огромной памятью и в ней может быть записан каждый момент космической истории.
Как уже писал Фокус, загадка самых быстрых ветров в Солнечной системе решена. Ученые создали новую единую модель, которая объясняет почему ветры на Юпитере направлены на восток, а ветры на Нептуне — на запад.
