Міжнародна група вчених-фізиків, очолювана Ірозі Оогурі (Hirosi Ooguri) з університету Кавлі, Токіо, і математиків з Каліфорнійського технологічного інституту зробила значний крок на шляху об’єднання в єдине ціле Загальної теорії відносності і квантової механіки. Робота вчених, яка буде скоро опублікована у виданні Physical Review Letters, підводить нову фундаментальну базу під так звану Теорію Всього Сущого (Theory of Everything, ToE), описуючи те, як просторово-часовий континуум утворюється на базі явища квантової заплутаності.Вчені-фізики та математики вже давно намагаються створити теорію ToE, здатну описати абсолютно всі явища, що спостерігаються в навколишньому світі на всіх його рівнях. Загальна теорія відносності пояснює природу гравітації, процеси масштабних космологічних утворень і явищ, такі, як динаміка існування і руху зірок, галактик і інших масивних космічних об’єктів. Квантова механіка, навпаки, пояснює процеси та явища, що відбуваються на самому маленькому рівні, від молекулярного до рівня субатомних частинок.Одним з наслідків пошуків науковців у напрямку створення теорії ToE став принцип голографічного устрою Всесвіту, у якій є маса своїх прихильників і супротивників і яка викликає палкі дебати в науковому співтоваристві. Згідно з цим принципом, гравітація в тривимірному просторі може бути описана квантово-механічною проекцією на деяку двомірну поверхню, оточуючу тривимірний простір. В результаті цього, три звичайних просторових вимірювання з’являються з поверхні проекції, яка сама володіє лише двома вимірами. Однак, до останнього часу ніхто ще не міг досконально зрозуміти і описати механізми, відповідальні за появу третього «об’ємного» виміру.
Однак, Ірозі Оогурі і його колеги з’ясували, що ключовим моментом вищезазначених механізмів є квантова заплутаність. Використовуючи теорії квантової механіки, яка описує гравітацію, вчені вирахували показник щільності енергії, яка є джерелом гравітаційних взаємодій в трьох вимірах. Для простоти варто сказати, що цей механізм проектування за допомогою квантової заплутаності схожий на те, як медики розбираються з проблемами в організмі, дивлячись на плоскі рентгенівські знімки.Такий підхід дозволив вченим інтерпретувати універсальні властивості квантової заплутаності як параметри щільності якоїсь енергії, яка є основою теорії квантової гравітації. Слід зазначити, що вчені і раніше здогадувалися про взаємозв’язок гравітації і квантової заплутаності, але точна роль цього взаємозв’язку в формуванні просторово-часового континууму була не до кінця зрозуміла.Нагадаємо нашим читачам, що квантова заплутаність — це явище, за допомогою якого квантовий стан, такий, як напрям обертання частинки або поляризація фотона світла, може бути моментально передано від одної заплутаної частинки до іншої, незважаючи на величину відстань що розділяє їх. Альберт Ейнштейн назвав це явище «примарною взаємодією на відстані», а робота ІрозІ ОогурІ доводить, що саме квантова заплутаність виробляє додаткові просторові виміри.»Деякий час вже було відомо, що квантова заплутаність пов’язана з фундаментальними проблемами і парадоксами, що заважають об’єднанню Загальної теорії відносності та квантової механіки», — розповідає Ирози Оогури, — «Наша робота пролила нове світло на відносини і визначила математичні залежності між квантової заплутаністю і структурою простору-часу на самому мікроскопічному рівні. Більше того, наша теорія є свого роду «інтерфейс» між квантової гравітації і потоками інформації, циркулюючої в звичайному тривимірному просторі. І для наших майбутніх досліджень ми залучимо фахівців в області інформаційних технологій, за допомогою яких ми продовжимо дослідження у даному напрямку».