Những phương trình của hấp dẫn lượng tử vòng mà tôi nghiên cứu là một phiên bản hiện đại của lý thuyết Wheeler và DeWitt. Những phương trình này không có biến số thời gian.

Những biến số của lý thuyết mô tả các trường hình thành nên vật chất, ánh sáng, electron, các thành phần khác của nguyên tử và trường hấp dẫn - tất cả ở cùng một mức độ. Lý thuyết vòng không phải là một “lý thuyết về mọi thứ”. Nó thậm chí cũng chẳng có xu hướng gì tuyên bố nó là lý thuyết tối hậu của khoa học. Nó là một lý thuyết làm nên bởi những phần phân biệt nhưng liền lạc với nhau. Nó “chỉ” cố gắng có một sự mô tả mạch lạc về thế giới ở mức ta đang hiểu.

Các trường vật lý thể hiện ra dưới dạng hạt: những hạt cơ bản, hạt ánh sáng, và cuối cùng là lượng tử của trường hấp dẫn - hay đúng hơn “lượng tử của không gian”. Những hạt cơ bản này không được nhúng chìm vào trong không gian; bản thân chúng hình thành nên không gian. Thành phần không gian của thế giới vốn gồm một lưới các tương tác. Chúng không trú ngụ trong thời gian: chúng không ngừng tương tác với nhau, và thực sự chỉ tồn tại qua những tương tác không ngừng nghỉ đó. Và sự tương tác này chính là những điều đang xảy ra trong thế giới: nó là dạng cực vi cơ bản của thời gian vốn không định hướng cũng chẳng tuyến tính. Nó cũng không có cái hình học cong và trơn như Einstein quan niệm. Nó là một tương tác qua lại trong đó các lượng tử thể hiện ra trong các tương tác, và tương đối với những gì chúng tương tác.

Động lực học của những tương tác này có tính xác suất. Xác suất mà một điều gì đó sẽ xảy ra - trong điều kiện một điều gì khác xảy ra - có thể về nguyên tắc tính toán được từ các phương trình của lý thuyết này.

Ta không thể vẽ lại một bản đồ đầy đủ về tất cả những gì xảy ra trong thế giới này, bởi vì những điều xảy ra đó - kể cả sự trôi đi của thời gian - đều được châm ngòi chỉ bởi một tương tác, và tương đối đối với một hệ vật lý nào đó liên quan trong tương tác. Thế giới này giống như một tập hợp các góc nhìn khác nhau liên quan với nhau vây. Nói về thế giới “nhìn từ bên ngoài” là điều vô nghĩa, bởi vì chẳng có gì “bên ngoài” thế giới này.

Những lượng tử cơ bản của trường hấp dẫn tồn tại ở thang Planck. Chúng là những hạt cơ bản dệt nên cái kết cấu cơ bản [tức không thời gian - ND] mà Einstein đã diễn giải lại từ không gian và thời gian tuyệt đối của Newton. Chính là chúng, và những tương tác của chúng, là thứ quyết định cái quảng tính của không gian và cái trường tính của thời gian.

Các mối quan hệ lân cận kết các hạt thời gian lại thành lưới. Ta gọi chúng là “mạng spin”. Cái tên “spin” bắt nguồn từ' lý thuyết toán học mô tả các hạt của không gian. Một đường kín trong cái mạng spin đó gọi là một vòng, và đây chính là những cái vòng trong tên “thuyết vòng”.

Biểu diễn của những hạt cơ bản của không gian (hay là mạng spin).

Những mạng lưới đó, mặt khác, biến đổi qua lại lẫn nhau với những bước nhảy cóc, mô tả trong lý thuyết bằng cái cấu trúc gọi là “bọt spin”.

Sự xuất hiện của các bước nhảy vẽ trên hình mẫu khi nhìn ở thang độ lớn hơn sẽ hiện ra đối với ta như là cấu trúc trơn tru của không thời gian. Ở thang nhỏ bé, lý thuyết mô tả một “không thời gian lượng tử” vốn thăng giáng, bất định, và rời rạc. ơ thang độ này, chỉ có từng đám điên cuồng những lượng tử xuất hiện rồi biến mất.

Biểu diễn bọt spin.

Đây chính là thế giới mà tôi ngày đêm cố gắng nắm bắt. Một thế giới kỳ dị, nhưng chẳng hề vô nghĩa. Chẳng hạn như trong nhóm nghiên cứu của tôi ở Marseille, chúng tôi cố gắng tính toán thời gian cần cho một hố đen bùng nổ khi nó vượt qua một pha lượng tử.

Trong quá trình diễn tiến của pha này, phía trong hố đen và xung quanh lân cận của nó sẽ không có một không thời gian xác định nào cả. Ở đó là sự chồng chập lượng tử của các mạng spin. Cũng như electron tan vào một đám mây xác suất và đi qua nhiều vị trí khác nhau sau khi thoát khỏi nguồn phát xạ và trước khi nó đạt đến màn ảnh, không thời gian của một quá trình suy thoái lượng tử của một hố đen trải qua một pha mà ở đó thời gian thăng giáng dữ dội, với sự chồng chập của các thời gian khác nhau và sau đó trở về với một trạng thái xác định sau khi bùng nổ.

Trong cái pha trung gian này, khi mà thời gian hoàn toàn không xác định, ta vẫn có những phương trình mô tả những điều xảy ra. Những phương trình không có thời gian.

Đó là thế giới mô tả bởi lý thuyết vòng.

Tôi có chắc chắn rằng đây là một mô tả đúng đắn về thế giới? Tôi không, nhưng nó là cách thức để suy nghĩ về thế giới này đầy đủ mạch lạc nhất mà tôi được biết, một cách suy nghĩ không lờ đi những tính chất lượng tử. Lý thuyết lượng tử vòng cho thấy khả năng ta có thể viết được một lý thuyết mạch lạc mà không viện đến không gian và thời gian làm cơ sở - và lý thuyết đó có thể dùng để thực hiện các tiên đoán định tính.

Trong một lý thuyết kiểu này, thời gian và không gian không còn là một thứ để dung chứa, hay một hình thái phổ biến của thế giới này. Chúng là những xấp xỉ của một quá trình động lực học lượng tử mà bản thân nó chẳng hề biết đến không gian hay thời gian. Chúng chỉ là các sự kiện và các mối liên hệ. Đó là một thế giới không có thời gian của vật lý học các vấn đề cơ bản.