一世紀以上もの間、物理学はお互いに口をきかない二人のルームメイト、一般相対性理論と量子力学とでうまくやってきた。アインシュタインの理論は時空の曲がりとして重力を扱い、量子力学は微小粒子の世界を支配する。どちらも自分の領域では完璧に機能するが、融合させようとすると、ブラックホール、暗黒物質、暗黒エネルギー、そして「なぜ我々はここにいるのか」という問題の周辺で、知的に言うところのブルースクリーン・オブ・デスが発生する。

ライデン大学のフロリアン・ノイカート率いるチームは、その溝を埋める方法を模索しており、そのアイデアは驚くほどシンプルだ。物質やエネルギー、さらには時空そのものではなく、情報を宇宙の最も基本的な構成要素として扱うのだ。彼らはこれを量子記憶行列（QMM）と呼び、時空は滑らかな連続体ではなく、それぞれが通過する相互作用（粒子、力、隣人の悪い雰囲気）の量子痕跡を保存できる微小なセルの格子であると主張する。言い換えれば、宇宙はただ起こるのではなく、メモを取るのだ。

このアイデア全体は、ブラックホール情報パラドックスから生まれた。これは物理学の「何かが譲歩しなければならない」という表現である。相対性理論は、ブラックホールに落ちたものは永遠に失われると言う。量子力学は、情報は決して破壊されないと言う。QMMの解決策は、物質が落下する際に、周囲の時空セルがその痕跡を記録する。ブラックホールが最終的に蒸発するとき、情報はすでにバックアップされている。まるでクラウドより先に存在した宇宙のクラウドストレージのように。

チームはこれを、情報保存を成立させる可逆ルールである「痕跡演算子」と呼ばれるもので形式化した。彼らは重力から始め、次に強い核力と弱い核力も時空に痕跡を残すことに気づいた。さらに電磁気学にも拡張している（現在査読中の論文。つまり、非公式に公式）。単純な電場が時空セルの記憶状態を変えることが判明した。これにより、彼らは「幾何学-情報双対性」と呼ぶより広い原理にたどり着いた。時空の形状は、アインシュタインが教えたように質量とエネルギーだけでなく、量子情報の分布、特にエンタングルメント（光年を超えて二つの粒子が結びつく不気味な関係）によっても影響を受けるのだ。

このシフトは劇的な結果をもたらす。別の研究（これも査読中）では、痕跡の塊が暗黒物質とまったく同じように振る舞う。重力で集まり、銀河が異常に高速で回転する理由を、エキゾチックな新粒子を必要とせずに説明する。別の論文では、暗黒エネルギーがどのように現れるかを示している。時空セルが飽和すると（フルハードドライブと考えよ）、新しい情報を記録できなくなり、宇宙定数と同じ数学的形式を持つ残留エネルギーを寄与する。その大きさは観測された暗黒エネルギーと一致し、暗黒物質と暗黒エネルギーは同じ情報コインの裏表であることを示唆している。素晴らしい。

しかし、時空の記憶が完全に満たされたらどうなるのか？彼らの最新論文（『宇宙論・宇宙素粒子物理学ジャーナル』に掲載予定）は、特異点に崩壊するのではなく跳ね返る循環宇宙を指し示している。膨張と収縮の各サイクルは、より多くのエントロピーを元帳に預ける。限界に達すると、蓄積されたエントロピーが反転（バウンス）を引き起こし、新たな膨張段階につながる。このモデルは、宇宙がすでに三回か四回のサイクルを経ており、残りは十回未満であることを示唆する。その後、時空の情報容量は完全に飽和し、宇宙は膨張が減速する最終段階に入る。これにより、宇宙の真の「情報年齢」は約620億年となり、現在の膨張の138億年ではない。

純粋な理論に聞こえるか？彼らはすでにQMMの一部を今日の量子コンピュータでテストしており、量子ビットを微小な時空セルとして扱っている。QMM方程式に基づく痕跡と検索プロトコルを使用して、元の量子状態を90%以上の精度で復元した。