Пространство-время: возникновение из квантовой запутанности и дебаты о гравитации

Теоретическая физика продолжает исследовать возможность того, что само пространство-время является эмерджентным свойством, подобно тому, как температура возникает из молекулярного движения. Это направление изысканий нацелено на выявление фундаментальной структуры, из которой проистекает геометрия Вселенной, где квантовая запутанность рассматривается как ключевой кандидат на эту основополагающую составляющую. Физики находятся на пороге пересмотра нашего понимания пространства-времени и, возможно, на пути к объяснению некоторых парадоксов квантовой механики.

В основе этих исследований лежит явление квантовой запутанности, которое Альберт Эйнштейн назвал «жутким дальнодействием». Этот феномен, подтвержденный экспериментально Аленом Аспе в 1982 году, демонстрирует мгновенную корреляцию состояний двух связанных частиц независимо от расстояния между ними. Профессор Брайан Свингл из Университета Мэриленда отмечает, что в более широком контексте пространство-время и гравитация должны в конечном итоге возникать из более глубокой основы.

Недавние теоретические работы, в частности исследование Хонга Лю из Массачусетского технологического института (MIT), опубликованное в октябре 2025 года, предполагают, что сети квантовых корреляций лежат в основе геометрии пространства-времени. Профессор Лю, занимающийся квантовой гравитацией и теорией струн, в своих изысканиях, включая работу в сентябре 2025 года, изучал, как алгебры фон Неймана могут охарактеризовать структуру запутанности. В его моделях сильная запутанность между двумя точками в пространстве подразумевает непрерывность, тогда как ее отсутствие ведет к пространственной фрагментации. Ученый, являющийся членом Американского физического общества с 2021 года, стремится понять, как именно геометрия кодируется в запутанности.

Однако в конце 2025 года дебаты о квантовой природе гравитации были осложнены исследованием Джозефа Азиза и Ричарда Хоула, опубликованным в журнале Nature. Их статья «Классические теории гравитации порождают запутанность», вышедшая 22 октября 2025 года, утверждает, что при определенных условиях даже классическая гравитация потенциально может генерировать квантовую запутанность. Это ставит под сомнение традиционное представление о том, что гравитация должна быть квантовой для опосредования запутанности, усложняя путь к окончательному доказательству. Азиз и Хоул из Королевского Холлоуэй, Университет Лондона, показали, что теории с классической гравитацией могут передавать квантовую информацию через локальные процессы.

Сопутствующие исследования продолжают развиваться в 2026 году. В феврале 2026 года Холлис Уильямс и его коллеги продемонстрировали в работе «Запутанность до пространства-времени во взаимодействиях, индуцированных квантовой гравитацией», что запутанность может существовать без заранее заданной геометрии. Это исследование предполагает, что геометрия пространства-времени является следствием квантовой связи, а не ее предпосылкой, изолируя подлинно квантовое содержание протоколов QGEM (квантово-гравитационно-индуцированная запутанность массивных систем).

Если бы было получено окончательное экспериментальное подтверждение того, что запутанность формирует пространство-время, это изменило бы основы физики. Измеренные нами пространство и время перешли бы из категории пассивных контейнеров в категорию макроскопических явлений, сотканных из квантовых корреляций. В китайской традиции четырехмерное пространство-время известно как «Юй Чжоу» (宇 宙), что подчеркивает глубокую историческую значимость этих понятий.