Od ponad wieku fizyka opiera się na dwóch fundamentalnych teoriach: ogólnej teorii względności Alberta Einsteina oraz mechanice kwantowej. Choć każda z nich doskonale opisuje zjawiska w swojej dziedzinie – pierwsza w skali kosmicznej, a druga w świecie cząstek elementarnych – ich połączenie rodzi poważne sprzeczności. Szczególnie widoczne staje się to w badaniach nad czarnymi dziurami czy ciemną materią, gdzie granice obu teorii wzajemnie się przenikają, ale nie tworzą spójnego obrazu rzeczywistości.

Jak podaje portal SciTech Daily, zespół naukowców przedstawił nowatorską koncepcję, według której fundamentalnym składnikiem wszechświata jest informacja. W proponowanym modelu czasoprzestrzeń nie jest ciągła, lecz zbudowana z dyskretnych “komórek”, które pełnią rolę nośników kwantowych zapisów. Każda z nich rejestruje ślady oddziaływań, które przez nią przechodzą, tworząc swoistą sieć pamięci wszechświata.

Każde zdarzenie, jak przejście cząstki czy działanie siły, pozostawia trwały ślad w lokalnym stanie kwantowym komórki czasoprzestrzeni. Oznacza to, że wszechświat nie tylko się rozwija, ale także “pamięta” wszystko, co się w nim wydarzyło.

Nowa teoria została nazwana kwantową matrycą pamięci (QMM) i proponuje rozwiązanie paradoksu informacji w czarnych dziurach. Gdy materia wpada do czarnej dziury, jej informacja zostaje zapisana w otaczających komórkach czasoprzestrzeni. Po wyparowaniu czarnej dziury informacja nie ginie, lecz pozostaje w strukturze wszechświata.

Badacze ustalili, że skupiska kwantowych śladów zapisanych w komórkach czasoprzestrzeni zachowują się jak ciemna materia. Odkrycie pozwala wyjaśnić ruch galaktyk bez konieczności postulowania istnienia nieznanych cząstek. Co więcej, gdy komórki te zostają nasycone informacją, pojawia się energia resztkowa, która odpowiada zjawisku ciemnej energii, napędzającej przyspieszające rozszerzanie się wszechświata.

Według najnowszych badań, gdy pojemność informacyjna wszechświata zostaje wyczerpana, następuje tzw. “odbicie” – wszechświat przechodzi w nowy cykl ekspansji. Analizy sugerują, że takich cykli było już kilka, a przed nami pozostało mniej niż dziesięć.

Naukowcy sprawdzili założenia modelu QMM, wykorzystując do tego komputery kwantowe, w których kubity pełniły rolę komórek czasoprzestrzeni. Eksperymenty wykazały, że tzw. operator śladu osiągał skuteczność przekraczającą 90 procent. Odkrycie to nie tylko otwiera nowe możliwości w wyjaśnianiu fundamentalnych zagadek kosmologii, lecz także może przyczynić się do rozwoju technologii komputerów kwantowych.