Splątanie Kwantowe jako Podstawa Wyłaniania się Czasoprzestrzeni: Nowe Perspektywy Fizyczne

Koncepcja temperatury, będąca właściwością emergentną wynikającą z ruchu molekularnego, stanowi potężną analogię dla fizyki teoretycznej badającej, czy sama czasoprzestrzeń może wyłaniać się w podobny sposób. Ta głęboka dociekanie ma na celu odkrycie fundamentalnej struktury, z której wyłania się geometria wszechświata, a splątanie kwantowe jest obecnie wiodącym kandydatem na ten pierwotny składnik. Badania te, osadzone w kontekście poszukiwania teorii kwantowej grawitacji, sugerują, że czasoprzestrzeń, którą postrzegamy, nie jest fundamentalna, lecz jest manifestacją głębszych struktur informacji kwantowej.

Podstawą tej linii dochodzenia jest splątanie kwantowe, zjawisko, które Albert Einstein określił jako „upiorne działanie na odległość”. Zjawisko to, eksperymentalnie potwierdzone w 1982 roku przez Alaina Aspecta, który później otrzymał za to Nagrodę Nobla w 2022 roku wraz z Johnem F. Clauserem i Antonem Zeilingerem, dowodzi, że pomiar stanu jednej z dwóch połączonych cząstek natychmiastowo ustala stan drugiej, niezależnie od dzielącej je odległości. Te silne korelacje kwantowe, które wydają się przekraczać czas i przestrzeń, są kluczowe dla modeli sugerujących, że geometria przestrzeni wyłania się z wzorców splątania. Najnowsze prace teoretyczne wskazują, że te sieci korelacji kwantowych stanowią podwaliny geometrii czasoprzestrzeni.

W październiku 2025 roku Hong Liu z MIT opublikował badania sugerujące, że w tych modelach splątanie wiąże ze sobą dwa punkty w przestrzeni. Silne powiązanie implikuje przestrzeń ciągłą, podczas gdy brak splątania prowadzi do fragmentacji przestrzennej. Profesor Liu, członek APS od 2021 roku, badał to zagadnienie, wykorzystując algebry von Neumanna jako uniwersalny język do charakteryzowania struktury splątania w kontekście grawitacji kwantowej.

Jednakże, debata na temat kwantowej natury grawitacji została skomplikowana pod koniec 2025 roku przez badania Josepha Aziza i Richarda Howla opublikowane w czasopiśmie Nature. W swojej pracy „Classical theories of gravity produce entanglement” argumentowali oni, że w określonych warunkach nawet grawitacja klasyczna może potencjalnie wygenerować to splątanie kwantowe. To podważa bezpośredni wniosek, że zaobserwowane splątanie wymuszone grawitacyjnie musi dowodzić kwantowości grawitacji. Ich wyniki, bazujące na pomyśle Richarda Feynmana z 1957 roku, sugerują, że procesy materii w klasycznym tle grawitacyjnym mogą generować splątanie, co dostarcza parametrów dla projektowania przyszłych eksperymentów.

W lutym 2026 roku Hollis Williams i współpracownicy zademonstrowali, że splątanie może istnieć bez wcześniejszej geometrii czasoprzestrzennej, co sugeruje, że czasoprzestrzeń wyłania się jako konsekwencja kwantowego powiązania. Ich praca, opisana w artykule „Entanglement Before Spacetime in Quantum-gravity-induced Interactions”, reformuluje interakcję pośredniczoną grawitacyjnie w ramach niezmienniczych względem konformalności, gdzie pojęcie odległości w czasoprzestrzeni nie jest zakładane. To izoluje czysto kwantową zawartość protokołów QGEM (Quantum-gravity-induced entanglement of massive systems). Przestrzeń i czas, które mierzymy, przestałyby być pasywnymi pojemnikami, a stałyby się makroskopowymi iluzjami utkanymi z kwantowych nici, co kształtuje strukturę rzeczywistości w ramach teorii wysokich energii.