Bir asırdan fazla süredir fizik, birbiriyle konuşmayı reddeden iki oda arkadaşıyla idare ediyor: genel görelilik ve kuantum mekaniği. Einstein'ın teorisi kütleçekimini uzay-zamanın bükülmesi olarak ele alırken, kuantum mekaniği küçük parçacıkların dünyasını yönetiyor. İkisi de kendi alanlarında harika çalışıyor, ama onları birleştirmeye kalktığınızda, özellikle kara delikler, karanlık madde, karanlık enerji ve şu "neden buradayız" meselesi etrafında, entelektüel bir mavi ekran hatasıyla karşılaşıyorsunuz.

Leiden Üniversitesi'nden Florian Neukart liderliğindeki bir ekip, bu uçurumu köprülemenin bir yolu üzerinde kafa yoruyor ve fikirleri ferahlatıcı derecede basit: evrenin en temel bileşeni olarak maddeyi, enerjiyi hatta uzay-zamanın kendisini değil, bilgiyi ele almak. Buna kuantum bellek matrisi (QMM) adını veriyorlar ve uzay-zamanın pürüzsüz bir süreklilik değil, her biri içinden geçen her etkileşimin kuantum izini depolayabilen küçük hücrelerden oluşan bir ızgara olduğunu iddia ediyorlar - bir parçacık, bir kuvvet, komşunuzun kötü titreşimleri. Başka bir deyişle, evren sadece olup bitmez; not alır.

Her şey, fiziğin "bir şeyler vermeli" deme şekli olan kara delik bilgi paradoksundan doğdu. Görelilik, kara deliğe düşen her şeyin sonsuza dek kaybolduğunu söyler; kuantum mekaniği ise bilginin asla yok edilemeyeceğini söyler. QMM'nin çözümü: madde içeri düştükçe, çevredeki uzay-zaman hücreleri onun izini kaydeder. Kara delik sonunda buharlaştığında, bilgi zaten yedeklenmiş olur - buluttan önce var olan kozmik bir bulut depolama gibi.

Ekip bunu, bilgi korunumunu sağlayan tersinir bir kural olan iz operatörü adı verilen bir şeyle resmileştirdi. Kütleçekimle başladılar, sonra güçlü ve zayıf nükleer kuvvetlerin de uzay-zamanda iz bıraktığını fark ettiler. Hatta bunu elektromanyetizmaya kadar genişlettiler (makale şu anda hakem değerlendirmesinde - yani gayriresmi olarak resmi). Basit bir elektrik alanının, uzay-zaman hücrelerinin bellek durumunu değiştirdiği ortaya çıktı. Bu onları, geometri-bilgi ikiliği adını verdikleri daha geniş bir ilkeye götürdü: uzay-zamanın şekli, yalnızca Einstein'ın öğrettiği gibi kütle ve enerjiden değil, aynı zamanda kuantum bilginin, özellikle de dolaşıklık yoluyla - iki parçacığın ışık yılları boyunca bağlanabildiği o ürkütücü bağlantı - nasıl dağıtıldığından da etkilenir.

Bu değişimin dramatik sonuçları var. Bir çalışmada (yine hakem değerlendirmesinde), iz kümeleri tıpkı karanlık madde gibi davranıyor - kütleçekim altında kümeleniyor ve galaksilerin egzotik yeni parçacıklara ihtiyaç duymadan beklenmedik derecede yüksek hızlarda dönmesini açıklıyor. Başka bir makalede, karanlık enerjinin nasıl ortaya çıkabileceğini gösterdiler: uzay-zaman hücreleri doygunluğa ulaştığında - onları dolu sabit diskler olarak düşünün - yeni bilgi kaydedemezler, bu nedenle kozmolojik sabitle aynı matematiksel forma sahip bir artık enerjiye katkıda bulunurlar. Boyut, gözlemlenen karanlık enerjiyle eşleşiyor ve bu da karanlık madde ile karanlık enerjinin aynı bilgi parasının iki yüzü olduğunu gösteriyor. Hoş.

Peki ya uzay-zamanın belleği tamamen dolduğunda? The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics'te yayımlanmak üzere kabul edilen son makaleleri, tekillik yerine sıçrayan döngüsel bir evrene işaret ediyor. Her genişleme ve daralma döngüsü, deftere daha fazla entropi ekler; sınıra ulaşıldığında, depolanan entropi bir tersine dönüşü - bir sıçramayı - tetikler ve yeni bir genişleme aşamasına yol açar. Model, evrenin halihazırda üç veya dört döngüden geçtiğini ve ondan daha azının kaldığını gösteriyor. Bundan sonra, uzay-zamanın bilgi kapasitesi tamamen doygunluğa ulaşır ve evren yavaşlayan genişlemenin son aşamasına girer. Bu, kozmosun gerçek "bilgi çağını" mevcut genişlememizin 13,8 milyar yılı değil, yaklaşık 62 milyar yıl yapar.

Tamamen teorik mi geliyor? QMM'nin bazı kısımlarını bugünün kuantum bilgisayarlarında, kübitleri küçük uzay-zaman hücreleri olarak ele alarak test ettiler. QMM denklemlerine dayalı iz kaydetme ve geri alma protokollerini kullanarak, orijinal kuantum durumlarını %90'ın üzerinde doğrulukla kurtardılar.