Vật Lý Lý Thuyết Khám Phá Nguồn Gốc Không-Thời Gian Từ Vướng Víu Lượng Tử

Khái niệm nhiệt độ, vốn là thuộc tính nổi lên từ chuyển động phân tử, đang cung cấp một phép loại suy sâu sắc cho vật lý lý thuyết đang điều tra liệu bản thân không-thời gian có thể xuất hiện tương tự hay không. Sự truy vấn này tìm kiếm cấu trúc sâu xa hơn mà từ đó hình học của vũ trụ phát sinh, với vướng víu lượng tử được xem là ứng cử viên hàng đầu cho thành phần cơ bản đó. Các nhà nghiên cứu tin rằng ở những phạm vi nhỏ nhất, không gian xuất hiện từ lượng tử, một ý tưởng có ý nghĩa lớn đối với sự hiểu biết khoa học và triết học kéo dài 2.500 năm.

Cuộc điều tra này được xây dựng trên vướng víu lượng tử, hiệu ứng mà Albert Einstein từng gọi là "hành động ma quái từ xa". Hiện tượng này, được Alain Aspect kiểm chứng bằng thực nghiệm vào năm 1982, xác nhận rằng việc đo lường một trong hai hạt liên kết sẽ xác định ngay lập tức trạng thái của hạt kia, bất kể khoảng cách. Giáo sư Hong Liu của MIT, một nhà vật lý lý thuyết, đã nghiên cứu sâu về sự kết nối phức tạp giữa hấp dẫn, vật lý hạt nhân và vật lý chất rắn, và các công trình của ông đã giúp làm sáng tỏ vai trò của vướng víu trong sự xuất hiện của không-thời gian. Các công trình lý thuyết gần đây cho thấy các mạng lưới tương quan lượng tử này là nền tảng cho hình học không-thời gian.

Vào tháng 10 năm 2025, Hong Liu của MIT đã công bố nghiên cứu cho thấy trong các mô hình này, vướng víu liên kết hai điểm trong không gian với nhau. Kết nối mạnh mẽ ngụ ý không gian liên tục, trong khi sự thiếu vướng víu gây ra sự phân mảnh không gian. Công trình của Liu, được trình bày trong bài giảng "Vướng víu, đại số von Neumann và sự xuất hiện của không-thời gian", nhấn mạnh rằng vướng víu đóng vai trò chủ chốt trong việc mô tả các hệ thống nhiều vật thể lượng tử. Huy động các tiến bộ gần đây trong công nghệ lượng tử, một ý tưởng thực nghiệm lần đầu tiên được Richard Feynman đề xuất đã trở thành một lộ trình đầy hứa hẹn để kiểm tra sự thống nhất giữa hấp dẫn và cơ học lượng tử.

Thí nghiệm liên quan đến việc đặt một vật thể có khối lượng trong trạng thái chồng chập lượng tử của hai vị trí và để nó tương tác hấp dẫn với một khối lượng khác; nếu chúng vướng víu, đó là bằng chứng cho thấy hấp dẫn tuân theo các định luật cơ học lượng tử. Tuy nhiên, cuộc tranh luận về bản chất lượng tử của hấp dẫn đã trở nên phức tạp vào cuối năm 2025 bởi nghiên cứu của Joseph Aziz và Richard Howl thuộc Đại học Royal Holloway, London, được công bố trên tạp chí Nature. Họ lập luận rằng trong các điều kiện cụ thể, ngay cả hấp dẫn cổ điển cũng có khả năng tạo ra vướng víu lượng tử này, thách thức việc chứng minh hấp dẫn về cơ bản là lượng tử thông qua việc quan sát vướng víu do hấp dẫn gây ra. Bài báo của họ, "Các lý thuyết hấp dẫn cổ điển tạo ra vướng víu" (xuất bản tháng 10 năm 2025), cho thấy các quá trình hấp dẫn cổ điển có thể truyền thông tin lượng tử thông qua các quá trình cục bộ, vật lý. Sự phân chia này có quy mô khác với những gì được dự đoán bởi các lý thuyết hấp dẫn lượng tử, cung cấp một tham số quan trọng để thiết kế các thí nghiệm mạnh mẽ. Bài báo này đã gây ra tranh cãi, với một số nhà vật lý, bao gồm cả Marletto tại Đại học Oxford, người đồng phát triển ý tưởng ban đầu, xuất bản các lập luận phản bác cho rằng mô hình của Aziz và Howl không tạo ra vướng víu.

Trong khi đó, nghiên cứu liên quan tiếp tục vào năm 2026 khám phá sự xuất hiện của không-thời gian từ vướng víu. Hollis Williams và các đồng nghiệp đã chứng minh vào tháng 2 năm 2026 rằng vướng víu có thể tồn tại mà không cần hình học không-thời gian có sẵn trước. Công trình của họ, "Vướng víu trước Không-Thời Gian trong các Tương tác Cảm ứng bởi Hấp dẫn Lượng tử", cho thấy pha liên kết chịu trách nhiệm tạo ra vướng víu vẫn xác định và không thể phân tách được ngay cả khi không có hình học không-thời gian. Điều này cho thấy không-thời gian xuất hiện như một hệ quả của liên kết lượng tử. Sự xác nhận thực nghiệm kết luận rằng vướng víu dệt nên không-thời gian sẽ định hình lại cấu trúc của thực tại, chuyển không gian và thời gian từ vật chứa thụ động thành ảo ảnh vĩ mô được dệt từ các sợi lượng tử.