פיזיקאים מלייפציג הפיקו את משוואות איינשטיין המפורסמות ממידע קוונטי. ייתכן שהכבידה והמרחב עצמו אינם יסודיים, אלא רק האופן שבו המידע של השדה הקוונטי נראה "מבחוץ"
תפוח נופל ארצה, הירח מקיף את כדור הארץ, האור מתעקל ליד כוכבים. לפני יותר ממאה שנה אלברט איינשטיין הסביר מדוע זה קורה: מסה ואנרגיה מעקמות את המרחב-זמן, וכל השאר פשוט נע לאורך העיקומים הללו. המשוואות שלו פועלות ללא דופי - ממסלולי כוכבי לכת ועד חורים שחורים. אך הן אינן עונות על שאלה עמוקה יותר: מדוע המרחב בכלל מסוגל להתעקם? מה הוא באמת? עבודה חדשה של הפיזיקאים התיאורטיים פיליפ דוראו ואלברט מוך ממכון הפיזיקה התיאורטית של אוניברסיטת לייפציג, שפורסמה ב-Physical Review Letters - אחד מכתבי העת לפיזיקה היוקרתיים בעולם, מציעה תשובה מפתיעה. את משוואות איינשטיין אפשר להפיק ממידע קוונטי - זה הרשום בשדה הקוונטי, הבסיס הבלתי נראה החוצה את כל היקום.
לרעיון הזה יש רקע מפורסם. ב-1995 הראה הפיזיקאי האמריקאי טד ג'ייקובסון שאת משוואות איינשטיין אפשר להפיק מחוקי התרמודינמיקה - מדע החום והאנטרופיה. הכבידה בגישתו דומה ללחץ של גז: הלחץ אינו קיים ככוח נפרד, הוא נובע מתנועתן של אין-ספור מולקולות. כך גם הכבידה עשויה להיות לא כוח יסודי אלא אפקט קיבוצי של משהו עמוק יותר - תהליכים המתרחשים בשדה הקוונטי. אך לגישתו של ג'ייקובסון היה חיסרון: האנטרופיה הרגילה בתורת השדות הקוונטית מתגלה כאינסופית, ולאורך זמן לא הצליחו להביא את נימוקו לצורה קוונטית קפדנית.
דוראו ומוך מצאו דרך עוקפת. במקום האנטרופיה הרגילה הם השתמשו במה שמכונה אנטרופיה יחסית קוונטית - מדד למידת ההבחנה בין מצב אחד של השדה הקוונטי למשנהו, כלומר כמה מידע קוונטי מפריד ביניהם. גודל זה בתורת השדות הקוונטית הוא תמיד סופי. הפיזיקאים השוו שני מצבים של השדה הקוונטי. הראשון - הריק, מצבו היסודי. בפיזיקה זה כלל אינו ריקות: אין בו חלקיקים, אך השדה הקוונטי רועד ללא הרף בתנודות, וכל אזוריו קשורים זה לזה ברשת בלתי נראית של שזירה קוונטית. השני - אותו שדה שבו הופיעה חומר או אנרגיה. התברר ש"ההבחנה" בין שני המצבים הללו שווה בדיוק לזרימת האנרגיה של השדה הקוונטי דרך אופק, גבול מדומה במרחב-זמן. ולפי חוק בקנשטיין–הוקינג המפורסם, האנטרופיה של האופק - כלומר כמות המידע שהוא יכול לאצור בתוכו - פרופורציונלית לשטחו. בקשרם זה לזה, קיבלו המחברים את משוואות איינשטיין המתארות כיצד חומר קוונטי מעקם את המרחב-זמן.
המסקנה המרכזית של העבודה נשמעת כמעט פילוסופית: עיקומו של המרחב-זמן נובע ממש מהאופן שבו המידע הקוונטי נאצר בשדה הקוונטי. כאשר מופיע בו חומר, תבנית השזירה משתנה, ובשדה נותר מעין עקבות מידע. את העקבות הללו אנו חשים ככבידה. משמע, הכבידה עשויה להתגלות לא ככוח יסודי של הטבע אלא כתופעה משנית. ויחד איתה גם המרחב עצמו. מה שאנו תופסים כגיאומטריה, עיקומים ומשיכה הוא האופן שבו המידע הקוונטי נראה "מבחוץ". בדומה לכך שתמונה על מסך היא רק המראה החיצוני של קוד התוכנה שמצייר אותה, המרחב עשוי להיות המראה החיצוני של מידע הרשום בשדה הקוונטי. הוא מתעקם לא מפני שמסה לוחצת עליו כמו כדור על בד מתוח, אלא מפני שהמידע הקוונטי עצמו השתנה. בחומרים קודמים של הסדרה שלנו "קוד המציאות" סיפרנו כיצד מידע קוונטי יכול לבנות את הגיאומטריה של המרחב ולהוליד חומר. העבודה מלייפציג עושה את הצעד הבא: מן המידע הקוונטי, כך נראה, נולדת גם הכבידה עצמה.
חשוב להבין את גבולותיה של התוצאה הזו. זו אינה תורה קוונטית סופית של הכבידה, הבעיה המרכזית הבלתי פתורה של הפיזיקה עדיין נותרת בלתי פתורה. המחברים פועלים בקירוב המכונה חצי-קלאסי: השדות הקוונטיים נבחנים על רקע של מרחב-זמן רגיל, לא-קוונטי. החישוב בוצע עבור מחלקה מסוימת של מצבי שדה ונשען על חוק בקנשטיין–הוקינג כהנחה ראשונית. הפיזיקאים עצמם מדברים על עבודתם כעל טיעון קפדני ולא כתורה שלמה, ומתכננים להרחיב את הגישה עד לכבידה קוונטית מלאה. אך הכיוון כבר ברור. ייתכן שהתפוח נופל לא מפני שכדור הארץ מושך אותו. אלא מפני שכך מתפלג המידע בשדה הקוונטי שממנו ארוג היקום.
