Bagaimana jika alam semesta ingat? Kerangka kerja baru yang berani mengusulkan ruang itu bertindak sebagai memori kuantum.
Selama lebih dari seratus tahun, fisika telah dipulihkan pada dua teori dasar. Relativitas umum Einstein menggambarkan gravitasi sebagai kelengkungan ruang dan waktu, sementara mekanika kuantum mengatur perilaku partikel dan bidang.
Setiap teori sangat sukses dalam domainnya sendiri, tetapi menggabungkannya mengarah pada kontradiksi, terutama dalam kaitannya dengan lubang hitam, bahan gelap, energi gelap, dan asal usul alam semesta.
Rekan -rekan saya dan saya telah menjelajahi cara baru untuk menjembatani pemisah. Idenya adalah untuk memperlakukan informasi – bukan masalah, bukan energi, bahkan waktu itu sendiri – sebagai bahan realitas yang paling mendasar. Kami menyebut kerangka kerja ini dari matriks memori kuantum (qmm).
Ruang sebagai sel memori diskrit
Intinya adalah klaim sederhana namun kuat: waktu tidak mulus, tetapi diskrit – terbuat dari “sel” kecil, yang direkomendasikan oleh mekanika kuantum. Setiap sel dapat menyimpan jejak kuantum dari setiap interaksi, seperti berlalunya partikel atau bahkan efek gaya seperti elektromagnetisme atau interaksi nuklir, yang melewati. Setiap peristiwa meninggalkan perubahan kecil dalam keadaan sel waktu kuantum lokal.
Dengan kata lain, alam semesta tidak hanya berevolusi. Yang ingat.
Cerita dimulai dengan lubang hitam Paradoks Informasi. Menurut relativitas, apa pun yang jatuh ke dalam lubang hitam menghilang selamanya. Menurut teori kuantum, itu tidak mungkin. Informasi tidak dapat dihancurkan.
QMM menawarkan jalan keluar. Ketika bahan jatuh, sel -sel ruang sekitarnya mencatat langkahnya. Ketika lubang hitam akhirnya menguap, informasi tidak hilang. Telah ditulis dalam memori waktu -waktu.
Mekanisme ini ditangkap secara matematis dengan apa yang kami sebut operator jejak, aturan reversibel yang membuat konservasi informasi berhasil. Awalnya, kami menerapkan ini pada gravitasi. Tapi kemudian kita bertanya: Bagaimana dengan kekuatan alami lainnya? Ternyata mereka cocok dengan gambar yang sama.
Dalam model kami dengan asumsi bahwa ada sel waktu, tenaga nuklir yang kuat dan lemah, yang menyatukan inti atom, juga meninggalkan jejak tepat waktu. Kemudian, kami memperluas kerangka kerja ke elektromagnetisme (meskipun makalah ini saat ini sedang ditinjau). Bahkan medan listrik sederhana mengubah keadaan memori sel waktu.
Jelaskan materi gelap dan energi gelap
Ini membawa kita ke prinsip yang lebih luas yang kita sebut dualitas geometri-informasi. Dalam pandangan ini, bentuk ruang dipengaruhi tidak hanya oleh massa dan energi, seperti yang diajarkan Einstein kepada kita, tetapi juga oleh bagaimana informasi kuantum didistribusikan, terutama melalui lampiran. Lampiran adalah fitur kuantum di mana dua partikel, misalnya, dapat dihubungkan dengan riang, yang berarti bahwa jika Anda mengubah kondisi satu, Anda secara otomatis dan segera mengubah yang lain -bahkan jika itu adalah tahun cahaya lagi.
Pergeseran perspektif ini memiliki konsekuensi dramatis. Dalam satu studi, saat ini di bawah peer review, kami menemukan bahwa jejak jejak berperilaku seperti bahan gelap, zat tidak diketahui yang membentuk sebagian besar bahan di alam semesta. Mereka mengelompokkan di bawah gravitasi dan menjelaskan pergerakan galaksi – yang tampaknya mengorbit dengan kecepatan tinggi yang tidak terduga – tanpa perlu partikel baru yang eksotis.
Pada yang lain, kami menunjukkan bagaimana energi gelap juga muncul. Ketika sel ruang jenuh, mereka tidak dapat merekam informasi baru dan independen. Sebaliknya, mereka berkontribusi pada waktu yang tersisa. Menariknya, kontribusi residual ini memiliki bentuk matematika yang sama dengan “konstanta kosmologis”, atau energi gelap, yang membuat alam semesta mengembang pada tingkat yang dipercepat.
Ukurannya cocok dengan energi gelap yang diamati yang mendorong akselerasi kosmik. Bersama -sama, hasil ini menunjukkan bahwa bahan gelap dan energi gelap mungkin dua sisi dari informasi koin yang sama.
Alam semesta itu siklik?
Tetapi jika ruang memiliki memori terbatas, apa yang terjadi saat diisi? Makalah kosmologis terbaru kami, diterima untuk publikasi Jurnal Kosmologi dan Fisika AstropartikelMenunjuk ke alam semesta siklik -lahir dan sekarat berulang kali. Setiap ekspansi dan siklus kontraksi menyimpan lebih banyak entropi – ukuran gangguan – ke dalam buku besar. Ketika terikat tercapai, alam semesta “memantul” menjadi siklus baru.
Mencapai Bound berarti bahwa kapasitas informasi ruangwaktu (entropi) dimaksimalkan. Pada saat itu, kontraksi tidak dapat berlanjut dengan lancar. Persamaan menunjukkan bahwa alih -alih pingsan menjadi singularitas, entropi yang tersimpan mendorong pembalikan, yang mengarah ke fase ekspansi baru. Inilah yang kami gambarkan sebagai “bouncing”.
Usia informasi terbatas
Dengan membandingkan model dengan data pengamatan, kami memperkirakan bahwa alam semesta telah melewati tiga atau empat siklus ekspansi dan kontraksi, dengan kurang dari sepuluh tersisa. Setelah siklus yang tersisa selesai, kapasitas informasi ruang akan sepenuhnya jenuh. Pada saat itu, tidak ada stan lebih lanjut. Sebaliknya, alam semesta akan memasuki ekspansi memperlambat fase akhir.
Itu membuat “era informasi” yang sebenarnya dari Cosmos sekitar 62 miliar tahun, tidak hanya 13,8 miliar tahun dari ekspansi kami saat ini.
Sejauh ini, ini mungkin terdengar teoretis murni. Tapi kami telah menguji bagian QMM pada komputer kuantum hari ini. Kami memperlakukan qubit, unit dasar komputer kuantum, sebagai seorang anak ketika seorang anak masih kecil. Menggunakan protokol jejak dan mengambil berdasarkan persamaan QMM, kami mengembalikan keadaan kuantum asli dengan lebih dari 90% ketepatan.
Tes praktis pada komputer kuantum
Ini menunjukkan kepada kita dua hal. Pertama, operator jejak bekerja pada sistem kuantum nyata. Kedua, ia memiliki manfaat praktis. Dengan menggabungkan pencetakan dengan kode koreksi kesalahan konvensional, kami secara signifikan mengurangi kesalahan logis. Itu berarti QMM mungkin tidak hanya menjelaskan Cosmos, tetapi juga membantu kita membangun komputer kuantum yang lebih baik.
Qmm Re -Frame The Universe sebagai bank memori kosmik dan komputer kuantum. Setiap peristiwa, setiap kekuatan, setiap partikel meninggalkan jejak yang membentuk evolusi kosmos. Ini berikatan dengan teka -teki terdalam dalam fisika, dari paradoks informasi hingga material gelap dan energi gelap, dari siklus kosmik hingga panah waktu.
Dan itu melakukannya dengan cara yang dapat disimulasikan dan diuji di lab. Apakah QMM terbukti menjadi kata terakhir atau batu loncatan, itu membuka kemungkinan yang mengejutkan: alam semesta mungkin bukan hanya geometri dan energi. Itu juga memori. Dan dalam ingatan itu, setiap momen sejarah kosmik mungkin masih ditulis.
Referensi: “Sumur Informasi dan Munculnya Lubang Hitam Primordial di Semesta Quantum Cyclic” oleh Florian Neukart, Eike Marx dan Valerii Vinokur, 14 Juni 2025, Arxiv.
Doi: 10.48550/arxiv.2506.13816
Diadaptasi dari artikel yang awalnya diterbitkan dalam percakapan.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
Ikuti kami di google, temukan, dan berita.
NewsRoom.id
