Πώς τα Κβαντικά Ζεύγη συρράπτουν τον Χώρο-Χρόνο
Ο Brian Swingle ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής που σπούδαζε τη φυσική της ύλης στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης όταν αποφάσισε να παρακολουθήσει μερικά μαθήματα στη θεωρία χορδών για να ολοκληρώσει την εκπαίδευσή του — «γιατί, γιατί όχι;» θυμήθηκε — αν και αρχικά έδωσε ελάχιστη σημασία στις έννοιες που συνάντησε σε εκείνες τις τάξεις. Καθώς όμως εμβαθύνει, άρχισε να βλέπει απροσδόκητες ομοιότητες μεταξύ της δουλειάς του, στην οποία χρησιμοποίησε τα λεγόμενα δίκτυα τανυστών για να προβλέψει τις ιδιότητες των εξωτικών υλικών και την προσέγγιση της θεωρίας χορδών στη φυσική της μαύρης τρύπας και την κβαντική βαρύτητα. «Συνειδητοποίησα ότι συνέβαινε κάτι βαθύ», είπε.
Οι τανυστές εμφανίζονται σε όλη τη φυσική - είναι απλά μαθηματικά αντικείμενα που μπορούν να αντιπροσωπεύουν πολλούς αριθμούς ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, ένα διάνυσμα ταχύτητας είναι ένας απλός τανυστής:Καταγράφει τιμές τόσο για την ταχύτητα όσο και για την κατεύθυνση της κίνησης. Πιο περίπλοκοι τανυστές, συνδεδεμένοι μεταξύ τους σε δίκτυα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απλοποίηση των υπολογισμών για πολύπλοκα συστήματα που αποτελούνται από πολλά διαφορετικά αλληλεπιδρώντα μέρη — συμπεριλαμβανομένων των περίπλοκων αλληλεπιδράσεων του τεράστιου αριθμού υποατομικών σωματιδίων που αποτελούν την ύλη.
Ο Swingle είναι ένας από έναν αυξανόμενο αριθμό φυσικών που βλέπουν την αξία στην προσαρμογή των δικτύων τανυστών στην κοσμολογία. Μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση μιας συνεχιζόμενης συζήτησης σχετικά με τη φύση του ίδιου του χωροχρόνου. Σύμφωνα με τον John Preskill, τον καθηγητή θεωρητικής φυσικής Richard P. Feynman στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντένα, πολλοί φυσικοί έχουν υποψιαστεί μια βαθιά σύνδεση μεταξύ της κβαντικής εμπλοκής - της «απόκοσμης δράσης σε απόσταση» που τόσο εξόργισε τον Άλμπερτ Αϊνστάιν - και του διαστήματος -Η γεωμετρία του χρόνου στις μικρότερες κλίμακες από τότε που ο φυσικός John Wheeler περιέγραψε για πρώτη φορά τον τελευταίο ως αφρό με φυσαλίδες, αφρώδες, πριν από έξι δεκαετίες. "Αν ανιχνεύσετε τη γεωμετρία σε κλίμακες συγκρίσιμες με την κλίμακα Planck" - η μικρότερη δυνατή απόσταση - "μοιάζει όλο και λιγότερο με χωροχρόνο", είπε ο Preskill. «Δεν είναι πια γεωμετρία. Είναι κάτι άλλο, κάτι αναδυόμενο [που προκύπτει] από κάτι πιο θεμελιώδες."
Οι φυσικοί συνεχίζουν να παλεύουν με το πρόβλημα του τι μπορεί να είναι αυτή η πιο θεμελιώδης εικόνα, αλλά υποψιάζονται έντονα ότι σχετίζεται με κβαντικές πληροφορίες. «Όταν μιλάμε για πληροφορίες που κωδικοποιούνται, [εννοούμε ότι] μπορούμε να χωρίσουμε ένα σύστημα σε μέρη και υπάρχει κάποια συσχέτιση μεταξύ των μερών, ώστε να μπορώ να μάθω κάτι για ένα μέρος παρατηρώντας ένα άλλο μέρος», είπε ο Preskill. Αυτή είναι η ουσία της διαπλοκής.
Είναι σύνηθες να μιλάμε για ένα «ύφασμα» χωροχρόνου, μια μεταφορά που παραπέμπει στην έννοια της ύφανσης μεμονωμένων νημάτων μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα ομαλό, συνεχές σύνολο. Αυτό το νήμα είναι βασικά κβαντικό. «Η διαπλοκή είναι ο ιστός του χωροχρόνου», είπε ο Swingle, ο οποίος είναι τώρα ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. «Είναι το νήμα που ενώνει το σύστημα, που κάνει τις συλλογικές ιδιότητες διαφορετικές από τις μεμονωμένες ιδιότητες. Αλλά για να δείτε πραγματικά την ενδιαφέρουσα συλλογική συμπεριφορά, πρέπει να καταλάβετε πώς κατανέμεται αυτή η εμπλοκή."
Τα δίκτυα τανυστή παρέχουν ένα μαθηματικό εργαλείο ικανό να κάνει ακριβώς αυτό. Σύμφωνα με αυτήν την άποψη, ο χωροχρόνος προκύπτει από μια σειρά διασυνδεδεμένων κόμβων σε ένα σύνθετο δίκτυο, με μεμονωμένα κομμάτια κβαντικής πληροφορίας προσαρμοσμένα μεταξύ τους όπως τα Lego. Η εμπλοκή είναι η κόλλα που συγκρατεί το δίκτυο. Αν θέλουμε να κατανοήσουμε τον χωροχρόνο, πρέπει πρώτα να σκεφτούμε γεωμετρικά τη διαπλοκή, καθώς έτσι κωδικοποιούνται οι πληροφορίες μεταξύ του τεράστιου αριθμού αλληλεπιδρώντων κόμβων στο σύστημα.
Πολλοί φορείς, ένα δίκτυο
Δεν είναι εύκολο να μοντελοποιήσεις ένα σύνθετο κβαντικό σύστημα. Ακόμη και να το κάνουμε για ένα κλασικό σύστημα με περισσότερα από δύο αλληλεπιδρώντα μέρη αποτελεί πρόκληση. Όταν ο Ισαάκ Νεύτων δημοσίευσε το Principia του το 1687, ένα από τα πολλά θέματα που εξέτασε έγινε γνωστό ως «πρόβλημα των τριών σωμάτων». Είναι σχετικά απλό θέμα ο υπολογισμός της κίνησης δύο αντικειμένων, όπως η Γη και ο ήλιος, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις της αμοιβαίας βαρυτικής έλξης τους. Ωστόσο, η προσθήκη ενός τρίτου σώματος, όπως το φεγγάρι, μετατρέπει ένα σχετικά απλό πρόβλημα με μια ακριβή λύση σε ένα εγγενώς χαοτικό, όπου οι μακροπρόθεσμες προβλέψεις απαιτούν ισχυρούς υπολογιστές για την προσομοίωση μιας προσέγγισης της εξέλιξης του συστήματος. Γενικά, όσο περισσότερα αντικείμενα στο σύστημα, τόσο πιο δύσκολος είναι ο υπολογισμός και αυτή η δυσκολία αυξάνεται γραμμικά, ή σχεδόν έτσι — τουλάχιστον στην κλασική φυσική.
Τώρα φανταστείτε ένα κβαντικό σύστημα με πολλά δισεκατομμύρια άτομα, τα οποία αλληλεπιδρούν όλα μεταξύ τους σύμφωνα με περίπλοκες κβαντικές εξισώσεις. Σε αυτήν την κλίμακα, η δυσκολία φαίνεται να αυξάνεται εκθετικά με τον αριθμό των σωματιδίων στο σύστημα, επομένως μια προσέγγιση ωμής βίας στον υπολογισμό απλώς δεν θα λειτουργήσει.
Σκεφτείτε ένα κομμάτι χρυσού. Αποτελείται από πολλά δισεκατομμύρια άτομα, τα οποία όλα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Από αυτές τις αλληλεπιδράσεις προκύπτουν οι διάφορες κλασικές ιδιότητες του μετάλλου, όπως το χρώμα, η αντοχή ή η αγωγιμότητα. «Τα άτομα είναι μικροσκοπικά μικρά κβαντομηχανικά πράγματα, και βάζεις άτομα μαζί και συμβαίνουν νέα και υπέροχα πράγματα», είπε ο Swingle. Αλλά σε αυτή την κλίμακα, ισχύουν οι κανόνες της κβαντικής μηχανικής. Οι φυσικοί πρέπει να υπολογίσουν με ακρίβεια την κυματική συνάρτηση αυτού του κομματιού χρυσού, που περιγράφει την κατάσταση του συστήματος. Και αυτή η κυματική συνάρτηση είναι μια ύδρα πολλών κεφαλών εκθετικής πολυπλοκότητας.
Ακόμα κι αν το κομμάτι χρυσού σας έχει μόλις 100 άτομα, το καθένα με ένα κβαντικό «σπιν» που μπορεί να είναι είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω, ο συνολικός αριθμός πιθανών καταστάσεων είναι συνολικά 2 ή ένα εκατομμύριο τρισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια. Με κάθε πρόσθετο άτομο το πρόβλημα χειροτερεύει εκθετικά. (Και ακόμα χειρότερα αν θέλετε να περιγράψετε οτιδήποτε επιπλέον των ατομικών περιστροφών, κάτι που θα έκανε κάθε ρεαλιστικό μοντέλο.) «Αν πάρετε ολόκληρο το ορατό σύμπαν και το γεμίσετε με το καλύτερο αποθηκευτικό μας υλικό, ο καλύτερος σκληρός δίσκος μπορεί να αγοράσει, θα μπορούσατε να αποθηκεύσετε μόνο την κατάσταση των περίπου 300 περιστροφών», είπε ο Swingle. «Οπότε αυτές οι πληροφορίες υπάρχουν, αλλά δεν είναι όλες φυσικές. Κανείς δεν έχει μετρήσει ποτέ όλους αυτούς τους αριθμούς."
Τα δίκτυα τανυστών επιτρέπουν στους φυσικούς να συμπιέζουν όλες τις πληροφορίες που περιέχονται στη συνάρτηση κύματος και να εστιάζουν σε αυτές ακριβώς τις ιδιότητες που οι φυσικοί μπορούν να μετρήσουν σε πειράματα:πόσο ένα δεδομένο υλικό λυγίζει το φως, για παράδειγμα, ή πόσο απορροφά τον ήχο ή πόσο καλά άγει ηλεκτρισμό . Ένας τανυστής είναι ένα είδος «μαύρο κουτί» που παίρνει μια συλλογή αριθμών και φτύνει μια διαφορετική. Έτσι, είναι δυνατό να συνδέσουμε μια απλή κυματική συνάρτηση - όπως αυτή πολλών ηλεκτρονίων που δεν αλληλεπιδρούν, το καθένα στη χαμηλότερη ενεργειακή του κατάσταση - και να τρέχουν τανυστές πάνω στο σύστημα ξανά και ξανά, έως ότου η διαδικασία παράγει μια συνάρτηση κύματος για μια μεγάλη , περίπλοκο σύστημα, όπως τα δισεκατομμύρια αλληλεπιδρώντων ατόμων σε ένα κομμάτι χρυσού. Το αποτέλεσμα είναι ένα απλό διάγραμμα που αντιπροσωπεύει αυτό το περίπλοκο κομμάτι χρυσού, μια καινοτομία παρόμοια με την ανάπτυξη των διαγραμμάτων Feynman στα μέσα του 20ου αιώνα, τα οποία απλοποίησαν τον τρόπο με τον οποίο οι φυσικοί αντιπροσωπεύουν τις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων. Ένα τανυστικό δίκτυο έχει μια γεωμετρία, όπως ακριβώς ο χωροχρόνος.
Το κλειδί για την επίτευξη αυτής της απλοποίησης είναι μια αρχή που ονομάζεται «τοπικότητα». Κάθε δεδομένο ηλεκτρόνιο αλληλεπιδρά μόνο με τα πλησιέστερα γειτονικά του ηλεκτρόνια. Η εμπλοκή καθενός από τα πολλά ηλεκτρόνια με τους γείτονές του παράγει μια σειρά «κόμβων» στο δίκτυο. Αυτοί οι κόμβοι είναι οι τανυστές και η εμπλοκή τους συνδέει μεταξύ τους. Όλοι αυτοί οι διασυνδεδεμένοι κόμβοι αποτελούν το δίκτυο. Έτσι, ένας πολύπλοκος υπολογισμός γίνεται ευκολότερος να απεικονιστεί. Μερικές φορές μειώνεται ακόμη και σε ένα πολύ απλούστερο πρόβλημα μέτρησης.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι δικτύων τανυστών, αλλά μεταξύ των πιο χρήσιμων είναι αυτό που είναι γνωστό με το αρκτικόλεξο MERA (multiscale entanglement renormalization ansatz). Εδώ είναι πώς λειτουργεί κατ 'αρχήν:Φανταστείτε μια μονοδιάστατη γραμμή ηλεκτρονίων. Αντικαταστήστε τα οκτώ μεμονωμένα ηλεκτρόνια - που ονομάζονται A, B, C, D, E, F, G και H - με θεμελιώδεις μονάδες κβαντικών πληροφοριών (qubits) και εμπλέκονται με τους πλησιέστερους γείτονές τους για να σχηματίσουν συνδέσμους. Το A μπλέκεται με το B, το C μπλέκει με το D, το E μπλέκεται με το F και το G μπλέκεται με το H. Αυτό παράγει ένα υψηλότερο επίπεδο στο δίκτυο. Τώρα μπλέκετε το AB με το CD και το EF με το GH, για να φτάσετε στο επόμενο επίπεδο στο δίκτυο. Τέλος, το ABCD μπλέκεται με το EFGH για να σχηματίσει το υψηλότερο στρώμα. «Κατά κάποιο τρόπο, θα μπορούσαμε να πούμε ότι κάποιος χρησιμοποιεί τη διαπλοκή για να δημιουργήσει τη συνάρτηση κυμάτων πολλών σωμάτων», παρατήρησε ο Román Orús, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg στη Γερμανία, σε μια εργασία πέρυσι.
Γιατί μερικοί φυσικοί είναι τόσο ενθουσιασμένοι με τη δυνατότητα των δικτύων τανυστών - ειδικά του MERA - να φωτίζουν μια διαδρομή προς την κβαντική βαρύτητα; Επειδή τα δίκτυα δείχνουν πώς μια ενιαία γεωμετρική δομή μπορεί να προκύψει από περίπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ πολλών αντικειμένων. Και ο Swingle (μεταξύ άλλων) ελπίζει να κάνει χρήση αυτής της αναδυόμενης γεωμετρίας δείχνοντας πώς μπορεί να εξηγήσει τον μηχανισμό με τον οποίο ένας ομαλός, συνεχής χωροχρόνος μπορεί να αναδυθεί από διακριτά κομμάτια κβαντικών πληροφοριών.
Όρια του Χώρου-Χρόνου
Οι φυσικοί της συμπυκνωμένης ύλης βρήκαν ακούσια μια αναδυόμενη πρόσθετη διάσταση όταν ανέπτυξαν δίκτυα τανυστών:η τεχνική αποδίδει ένα δισδιάστατο σύστημα από μια διάσταση. Εν τω μεταξύ, οι θεωρητικοί της βαρύτητας αφαιρούσαν μια διάσταση - από τρεις σε δύο - με την ανάπτυξη αυτού που είναι γνωστό ως η ολογραφική αρχή. Οι δύο έννοιες μπορεί να συνδεθούν για να σχηματίσουν μια πιο περίπλοκη κατανόηση του χωροχρόνου.
Στη δεκαετία του 1970, ένας φυσικός ονόματι Jacob Bekenstein έδειξε ότι οι πληροφορίες για το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας κωδικοποιούνται στη δισδιάστατη επιφάνειά της (το «όριο») και όχι στον τρισδιάστατο όγκο της (το «χύμα»). Είκοσι χρόνια αργότερα, ο Leonard Susskind και ο Gerard’t Hooft επέκτειναν αυτήν την έννοια σε ολόκληρο το σύμπαν, παρομοιάζοντάς την με ένα ολόγραμμα:Το τρισδιάστατο σύμπαν μας σε όλο του το μεγαλείο αναδύεται από έναν δισδιάστατο «πηγαίο κώδικα». Το 1997, ο Juan Maldacena βρήκε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα ολογραφίας σε δράση, δείχνοντας ότι ένα μοντέλο παιχνιδιού που περιγράφει έναν επίπεδο χώρο χωρίς βαρύτητα είναι ισοδύναμο με μια περιγραφή ενός χώρου σε σχήμα σέλας με βαρύτητα. Αυτή η σύνδεση είναι αυτό που οι φυσικοί αποκαλούν «δυαδικότητα».
Ο Mark Van Raamsdonk, θεωρητικός χορδών στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας στο Βανκούβερ, παρομοιάζει την ολογραφική ιδέα με ένα δισδιάστατο τσιπ υπολογιστή που περιέχει τον κώδικα για τη δημιουργία του τρισδιάστατου εικονικού κόσμου ενός βιντεοπαιχνιδιού. Ζούμε μέσα σε αυτόν τον τρισδιάστατο χώρο παιχνιδιού. Κατά μία έννοια, ο χώρος μας είναι απατηλός, μια εφήμερη εικόνα που προβάλλεται στον αέρα. Αλλά όπως τονίζει ο Van Raamsdonk, "Υπάρχει ακόμα ένα πραγματικό φυσικό πράγμα στον υπολογιστή σας που αποθηκεύει όλες τις πληροφορίες."
Η ιδέα έχει κερδίσει ευρεία αποδοχή μεταξύ των θεωρητικών φυσικών, αλλά εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν το πρόβλημα του πώς ακριβώς μια χαμηλότερη διάσταση θα αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τη γεωμετρία του χωροχρόνου. Το κόλλημα είναι ότι το μεταφορικό μας τσιπ μνήμης πρέπει να είναι ένα είδος κβαντικού υπολογιστή, όπου τα παραδοσιακά μηδενικά και τα μηδενικά που χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση πληροφοριών αντικαθίστανται με qubits ικανά να είναι μηδενικά, μονάδες και οτιδήποτε ενδιάμεσο ταυτόχρονα. Αυτά τα qubit πρέπει να συνδεθούν μέσω εμπλοκής — όπου η κατάσταση ενός qubit καθορίζεται από την κατάσταση του γείτονά του — προτού μπορέσει να κωδικοποιηθεί οποιοσδήποτε ρεαλιστικός τρισδιάστατος κόσμος.
Ομοίως, η εμπλοκή φαίνεται να είναι θεμελιώδης για την ύπαρξη του χωροχρόνου. Αυτό ήταν το συμπέρασμα που κατέληξαν ένα ζευγάρι μεταδιδακτορικών το 2006:ο Shinsei Ryu (τώρα στο Πανεπιστήμιο του Illinois, Urbana-Champaign) και ο Tadashi Takayanagi (τώρα στο Πανεπιστήμιο του Κιότο), οι οποίοι μοιράστηκαν το βραβείο New Horizons in Physics 2015 για αυτήν την εργασία. «Η ιδέα ήταν ότι ο τρόπος με τον οποίο κωδικοποιείται [η γεωμετρία] του χωροχρόνου έχει να κάνει πολύ με το πώς μπλέκονται τα διαφορετικά μέρη αυτού του τσιπ μνήμης μεταξύ τους», εξήγησε ο Van Raamsdonk.
Εμπνευσμένος από τη δουλειά τους, καθώς και από μια επόμενη εργασία του Maldacena, το 2010 ο Van Raamsdonk πρότεινε ένα σκεπτικό πείραμα για να καταδείξει τον κρίσιμο ρόλο της εμπλοκής στο σχηματισμό του χωροχρόνου, σκεπτόμενος τι θα συνέβαινε αν κάποιος κόβει το τσιπ μνήμης στα δύο. και στη συνέχεια αφαίρεσε την εμπλοκή μεταξύ των qubits σε αντίθετα μισά. Βρήκε ότι ο χωροχρόνος αρχίζει να σχίζεται, με τον ίδιο τρόπο που το τέντωμα μιας τσίχλας και από τις δύο άκρες δημιουργεί ένα σημείο με τσιμπήματα στο κέντρο καθώς τα δύο μισά απομακρύνονται. Συνεχίζοντας να χωρίζουμε αυτό το τσιπ μνήμης σε όλο και μικρότερα κομμάτια ξετυλίγεται ο χωροχρόνος μέχρι να μείνουν μόνο μικροσκοπικά μεμονωμένα θραύσματα που δεν έχουν καμία σύνδεση μεταξύ τους. «Αν αφαιρέσεις τη διαπλοκή, ο χωροχρόνος σου απλώς καταρρέει», είπε ο Van Raamsdonk. Ομοίως, "αν θέλατε να δημιουργήσετε έναν χωροχρόνο, θα θέλατε να αρχίσετε να μπλέκετε [qubits] μαζί με συγκεκριμένους τρόπους."
Συνδυάστε αυτές τις ιδέες με το έργο του Swingle που συνδέει τη μπερδεμένη δομή του χωροχρόνου και την ολογραφική αρχή με τα δίκτυα τανυστών, και ένα άλλο κρίσιμο κομμάτι του παζλ μπαίνει στη θέση του. Οι καμπύλοι χωρόχρονοι προκύπτουν αρκετά φυσικά από την εμπλοκή σε δίκτυα τανυστών μέσω ολογραφίας. "Ο χωροχρόνος είναι μια γεωμετρική αναπαράσταση αυτής της κβαντικής πληροφορίας", είπε ο Van Raamsdonk.
Και πώς μοιάζει αυτή η γεωμετρία; Στην περίπτωση του χωροχρόνου του Maldacena σε σχήμα σέλας, μοιάζει με ένα από τα M.C. Το Όριο κύκλου του Escher στοιχεία από τα τέλη της δεκαετίας του 1950 και τις αρχές της δεκαετίας του 1960. Ο Έσερ ενδιαφερόταν από καιρό για την τάξη και τη συμμετρία, ενσωματώνοντας αυτές τις μαθηματικές έννοιες στην τέχνη του από το 1936, όταν επισκέφτηκε την Αλάμπρα στην Ισπανία, όπου βρήκε έμπνευση από τα επαναλαμβανόμενα μοτίβα πλακιδίων τυπικά της μαυριτανικής αρχιτεκτονικής, γνωστά ως tessellation.
Το Όριο κύκλου του Οι ξυλογραφίες είναι απεικονίσεις υπερβολικών γεωμετριών:αρνητικά καμπυλωτοί χώροι που αναπαρίστανται σε δύο διαστάσεις ως παραμορφωμένος δίσκος, όπως ακριβώς η ισοπέδωση μιας σφαίρας σε έναν δισδιάστατο χάρτη της Γης παραμορφώνει τις ηπείρους. Για παράδειγμα, Όριο Κύκλου IV (Παράδεισος και Κόλαση) διαθέτει πολλές επαναλαμβανόμενες φιγούρες αγγέλων και δαιμόνων. Σε έναν αληθινό υπερβολικό χώρο, όλες οι φιγούρες θα έχουν το ίδιο μέγεθος, αλλά στη δισδιάστατη αναπαράσταση του Escher, αυτές που βρίσκονται κοντά στην άκρη φαίνονται μικρότερες και πιο τσιμπημένες από τις φιγούρες στο κέντρο. Ένα διάγραμμα ενός δικτύου τανυστή έχει επίσης μια εντυπωσιακή ομοιότητα με το Όριο κύκλου σειρά, μια οπτική εκδήλωση της βαθιάς σύνδεσης που παρατήρησε ο Swingle όταν παρακολούθησε αυτό το μοιραίο μάθημα θεωρίας χορδών.
Μέχρι σήμερα, η ανάλυση τανυστών έχει περιοριστεί σε μοντέλα χωροχρόνου, όπως αυτό του Maldacena, που δεν περιγράφουν το σύμπαν που κατοικούμε - ένα σύμπαν χωρίς σχήμα σέλας του οποίου η διαστολή επιταχύνεται. Οι φυσικοί μπορούν να μεταφράσουν μεταξύ διπλών μοντέλων μόνο σε λίγες ειδικές περιπτώσεις. Στην ιδανική περίπτωση, θα ήθελαν να έχουν ένα καθολικό λεξικό. Και θα ήθελαν να μπορούν να αντλήσουν απευθείας αυτό το λεξικό, αντί να κάνουν κοντινές προσεγγίσεις. «Είμαστε σε μια αστεία κατάσταση με αυτές τις δυαδότητες, γιατί όλοι φαίνεται να συμφωνούν ότι είναι σημαντικό, αλλά κανείς δεν ξέρει πώς να τις αντλήσει», είπε ο Preskill. «Ίσως η προσέγγιση του τανυστικού δικτύου να επιτρέψει να προχωρήσουμε περαιτέρω. Νομίζω ότι θα ήταν σημάδι προόδου αν μπορούσαμε να πούμε —ακόμα και με ένα μοντέλο παιχνιδιών— «Αχα! Εδώ είναι η παράγωγη του λεξικού!» Αυτό θα ήταν μια ισχυρή υπόδειξη ότι βρισκόμαστε σε κάτι.»
Κατά τη διάρκεια του περασμένου έτους, οι Swingle και Van Raamsdonk συνεργάστηκαν για να μετακινήσουν τις αντίστοιχες εργασίες τους σε αυτόν τον τομέα πέρα από μια στατική εικόνα του χωροχρόνου για να εξερευνήσουν τη δυναμική του:πώς ο χωροχρόνος αλλάζει με το χρόνο και πώς καμπυλώνεται ως απάντηση σε αυτές τις αλλαγές. Μέχρι στιγμής, έχουν καταφέρει να εξαγάγουν τις εξισώσεις του Αϊνστάιν, συγκεκριμένα την αρχή της ισοδυναμίας - απόδειξη ότι η δυναμική του χωροχρόνου, καθώς και η γεωμετρία του, προκύπτουν από μπερδεμένα qubits. Είναι μια πολλά υποσχόμενη αρχή.
«Τι είναι ο χωροχρόνος;» ακούγεται σαν μια εντελώς φιλοσοφική ερώτηση», είπε ο Van Raamsdonk. "Το να έχεις πραγματικά κάποια απάντηση σε αυτό, μια απάντηση που είναι συγκεκριμένη και σου επιτρέπει να υπολογίζεις τον χωροχρόνο, είναι κάπως καταπληκτικό."
Το τρίτο μέρος αυτής της σειράς, με μια διαδραστική παρουσίαση που απεικονίζει τη σχέση μεταξύ της εμπλοκής, των δικτύων τανυστών και του χωροχρόνου, θα εμφανιστεί την Πέμπτη, 30 Απριλίου.
