Всесвіт має власну пам'ять: фізики вирішили парадокс чорної діри і темної матерії

Фізики з Лейденського університету (Нідерланди) вважають, що їхня теорія, названа "Матриця квантової пам'яті", може допомогти пояснити деякі з найбільших загадок Всесвіту. Теорія свідчить, що сам простір-час зберігає історію квантової інформації в "комірках пам'яті". Це ще одна теорія, яка намагається пояснити парадокси, що утворюються під час зіткнення загальної теорії відносності та квантової теорії поля, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Інформаційний парадокс чорної діри вперше сформулював у 1970-х роках фізик Стівен Гокінг. Цей парадокс зводиться до ідеї про те, що чорні діри знищують інформацію через випромінювання Гокінга протягом неймовірно тривалих періодів часу. Але квантова теорія поля передбачає, що квантова інформація не може бути знищена, а натомість має зберігатися.

Це призвело до появи кількох теорій, включно з теорією про те, що інформація якимось чином закодована на горизонті подій самої чорної діри та виходить у випромінюванні Гокінга в такий спосіб, який ми просто не можемо виявити, або що вона навіть переміщується в зовсім інший Всесвіт.

Тепер фізики представили ще одну теорію, названу "Матриця квантової пам'яті" (МКМ). Фізики вважають, що сам простір-час може зберігати "пам'ять", яка записує історію Всесвіту. У певному сенсі простір-час складається з "осередків пам'яті", які можуть розв'язати не тільки інформаційний парадокс чорної діри, а й пояснити інші основні загадки простору-часу, такі як темна матерія.

"Сучасна фізика описує всі частинки і сили як збудження у квантових полях, структурах, які охоплюють простір і час. Простір-час сам по собі нічим не відрізняється, і кожна з комірок простору-часу матиме квантовий стан, який може змінюватися. Ці комірки можна уявити, як крихітний циферблат або перемикач. Існує також вид квантової інформації, яка описує зв'язок кожної комірки з іншими, і вона не міститься в жодній комірці, а перебуває в розгалуженій мережі відносин між ними", — кажуть фізики.

Наприклад, в інформаційному парадоксі чорної діри, коли об'єкт рухається в просторі, він взаємодіє з цими "циферблатами" простору-часу, які закарбовують інформацію. Коли чорна діра випаровується, а цей процес займає від 10 у 68 ступені до 10 у 103 ступені років, навколишній простір-час залишиться. Тобто інформація зрештою не зникає, а вона записана в "пам'яті" Всесвіту, кажуть учені.

Працюючи з квантовими комп'ютерами для перевірки цієї теорії фізики розширили рамки за межі гравітації, наполягаючи на тому, що МКМ поширюється на всі чотири фундаментальні сили природи. Крім того, фізики припустили, що вага інформації, вплетеної в простір-час, може бути альтернативним поясненням темної матерії, яка займає більшу частину маси Всесвіту, але майже не взаємодіє зі звичайною матерією.

Як уже писав Фокус, вчені представили ще одне рішення парадоксу чорної діри, і воно пов'язане з нелюбимим явищем Ейнштейна.

Також Фокус писав про те, що дивні плазмові бульбашки в атмосфері Землі небезпечні для літаків і зв'язку. Вчені знайшли спосіб виявлення невидимих гігантських плазмових бульбашок, які ховаються у верхніх шарах атмосфери нашої планети.