भौतिकीविद् का सिद्धांत: ब्रह्मांड मूलतः एक विशाल मेमोरी फोम गद्दा है

एक सदी से अधिक समय से, भौतिकी दो ऐसे रूममेट्स के साथ काम चला रही है जो एक-दूसरे से बात करने से इनकार करते हैं: सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी। आइंस्टीन का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को स्पेसटाइम के झुकाव के रूप में संभालता है, जबकि क्वांटम यांत्रिकी छोटे कणों पर राज करती है। दोनों अपने-अपने क्षेत्रों में बढ़िया काम करते हैं, लेकिन उन्हें मिलाने की कोशिश करें तो आपको ब्लू स्क्रीन ऑफ डेथ का बौद्धिक समकक्ष मिलता है - खासकर ब्लैक होल, डार्क मैटर, डार्क एनर्जी और पूरे "हम यहाँ क्यों हैं" वाले मामले में।

लीडेन विश्वविद्यालय के फ्लोरियन न्यूकार्ट के नेतृत्व में एक टीम इस विभाजन को पाटने का एक तरीका खोज रही है, और उनका विचार ताज़गी भरा सरल है: पदार्थ, ऊर्जा या स्वयं स्पेसटाइम के बजाय सूचना को ब्रह्मांड का सबसे मौलिक घटक मानें। वे इसे क्वांटम मेमोरी मैट्रिक्स (QMM) कहते हैं, और यह दावा करता है कि स्पेसटाइम एक चिकना सातत्य नहीं है बल्कि छोटी कोशिकाओं का एक ग्रिड है, जिनमें से प्रत्येक उससे गुज़रने वाली हर अंतःक्रिया - एक कण, एक बल, आपके पड़ोसी की बुरी वाइब्स - की क्वांटम छाप संग्रहीत करने में सक्षम है। दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड सिर्फ घटित नहीं होता; वह नोट्स लेता है।

यह पूरा मामला ब्लैक होल सूचना विरोधाभास से उपजा है, जो भौतिकी का यह कहने का तरीका है कि "कुछ तो देना पड़ेगा।" सापेक्षता कहती है कि ब्लैक होल में गिरने वाली कोई भी चीज़ हमेशा के लिए खो जाती है; क्वांटम यांत्रिकी कहती है कि सूचना कभी नष्ट नहीं हो सकती। QMM का समाधान: जैसे ही पदार्थ अंदर गिरता है, आसपास की स्पेसटाइम कोशिकाएं उसकी छाप रिकॉर्ड कर लेती हैं। जब ब्लैक होल अंततः वाष्पित होता है, तो सूचना पहले ही बैकअप हो चुकी होती है - एक ब्रह्मांडीय क्लाउड स्टोरेज की तरह जो क्लाउड से भी पहले का है।

टीम ने इसे इम्प्रिंट ऑपरेटर नामक चीज़ के साथ औपचारिक रूप दिया, जो एक प्रतिवर्ती नियम है जो सूचना संरक्षण को काम करने योग्य बनाता है। उन्होंने गुरुत्वाकर्षण से शुरुआत की, फिर महसूस किया कि प्रबल और दुर्बल नाभिकीय बल भी स्पेसटाइम में निशान छोड़ते हैं। उन्होंने इसे विद्युतचुंबकत्व तक भी बढ़ाया है (पेपर वर्तमान में सहकर्मी समीक्षा के अधीन है - तो, अनौपचारिक रूप से आधिकारिक)। एक साधारण विद्युत क्षेत्र, यह पता चला है, स्पेसटाइम कोशिकाओं की मेमोरी स्थिति को बदल देता है। इसने उन्हें एक व्यापक सिद्धांत तक पहुँचाया जिसे वे ज्यामिति-सूचना द्वैत कहते हैं: स्पेसटाइम का आकार केवल द्रव्यमान और ऊर्जा से प्रभावित नहीं होता, जैसा कि आइंस्टीन ने सिखाया, बल्कि क्वांटम सूचना के वितरण से भी, विशेष रूप से उलझाव के माध्यम से - वह डरावना संबंध जहाँ दो कण प्रकाश-वर्ष दूर जुड़े हो सकते हैं।

इस बदलाव के नाटकीय परिणाम हैं। एक अध्ययन में (सहकर्मी समीक्षा के अधीन भी), छापों के समूह बिल्कुल डार्क मैटर की तरह व्यवहार करते हैं - गुरुत्वाकर्षण के तहत एकत्रित होते हैं और समझाते हैं कि आकाशगंगाएँ विदेशी नए कणों की आवश्यकता के बिना अप्रत्याशित रूप से उच्च गति से क्यों परिक्रमा करती हैं। एक अन्य पेपर में, उन्होंने दिखाया कि डार्क एनर्जी कैसे उभर सकती है: जब स्पेसटाइम कोशिकाएं संतृप्त हो जाती हैं - उन्हें भरी हुई हार्ड ड्राइव समझें - वे नई जानकारी रिकॉर्ड नहीं कर सकतीं, इसलिए वे ब्रह्मांडीय स्थिरांक के समान गणितीय रूप के साथ एक अवशिष्ट ऊर्जा का योगदान करती हैं। आकार देखे गए डार्क एनर्जी से मेल खाता है, यह सुझाव देते हुए कि डार्क मैटर और डार्क एनर्जी एक ही सूचनात्मक सिक्के के दो पहलू हैं। बढ़िया।

लेकिन क्या होता है जब स्पेसटाइम की मेमोरी पूरी तरह भर जाती है? उनका नवीनतम पेपर, जो जर्नल ऑफ कॉस्मोलॉजी एंड एस्ट्रोपार्टिकल फिजिक्स में प्रकाशन के लिए स्वीकार किया गया है, एक चक्रीय ब्रह्मांड की ओर इशारा करता है जो एक विलक्षणता में ढहने के बजाय उछलता है। विस्तार और संकुचन का प्रत्येक चक्र बहीखाते में अधिक एंट्रॉपी जमा करता है; जब सीमा तक पहुँच जाता है, तो संग्रहीत एंट्रॉपी एक उलटफेर - एक उछाल - को संचालित करती है, जो एक नए विस्तार चरण की ओर ले जाती है। मॉडल बताता है कि ब्रह्मांड पहले ही तीन या चार चक्रों से गुज़र चुका है, जिसमें दस से कम शेष हैं। उसके बाद, स्पेसटाइम की सूचनात्मक क्षमता पूरी तरह से संतृप्त हो जाती है, और ब्रह्मांड धीमी गति से विस्तार के अंतिम चरण में प्रवेश करता है। यह ब्रह्मांड की वास्तविक "सूचनात्मक आयु" लगभग 62 अरब वर्ष रखता है, न कि हमारे वर्तमान विस्तार के 13.8 अरब वर्ष।

शुद्ध सिद्धांत लगता है? उन्होंने पहले ही QMM के कुछ हिस्सों का आज के क्वांटम कंप्यूटरों पर परीक्षण किया है, क्यूबिट्स को छोटी स्पेसटाइम कोशिकाओं के रूप में मानते हुए। QMM समीकरणों पर आधारित इम्प्रिंट और पुनर्प्राप्ति प्रोटोकॉल का उपयोग करके, उन्होंने 90% से अधिक सटीकता के साथ मूल क्वांटम अवस्थाओं को पुनर्प्राप्त किया।