Může být gravitace důkazem, že vesmír je počítačová simulace? Studie to naznačuje

Dlouho jsme považovali za samozřejmé, že gravitace je jednou ze základních přírodních sil – jednou z neviditelných nití, které drží vesmír pohromadě. (Foto: Flickr / ilustrační)

Předpokládejme však, že to není pravda. Předpokládejme, že gravitační zákon je pouhou ozvěnou něčeho zásadnějšího: vedlejším produktem vesmíru fungujícího podle kódu podobného počítači.

To je předpoklad mého nejnovějšího výzkumu, publikovaného v časopise AIP Advances. Naznačuje, že gravitace není tajemná síla, která k sobě přitahuje objekty, ale produkt informačního zákona přírody, který nazývám druhým zákonem infodynamiky.

Je to představa, která vypadá jako science fiction – ale má oporu ve fyzice a důkazech, že vesmír zřejmě funguje podezřele podobně jako počítačová simulace.

V digitálních technologiích, až po aplikace ve vašem telefonu a ve světě kyberprostoru, je klíčová efektivita. Počítače neustále zhušťují a restrukturalizují svá data, aby ušetřily paměť a výkon počítače. Možná se totéž odehrává v celém vesmíru?

Teorie informace, matematická věda o kvantifikaci, ukládání a komunikaci informací, nám může pomoci pochopit, co se děje. Původně ji vyvinul matematik Claude Shannon, v poslední době se stává stále populárnější ve fyzice a využívá se ve stále větší škále oblastí výzkumu.

V článku z roku 2023, jsem teorii informace použil k návrhu svého druhého infodynamického zákona.

Ten stanoví, že informační „entropie“ neboli míra neuspořádanosti informace se bude muset v daném uzavřeném informačním systému snižovat nebo zůstat statická. To je opak populárního druhého termodynamického zákona, který říká, že fyzikální entropie neboli neuspořádanost se vždy zvyšuje.

Vezměte si chladnoucí šálek kávy. Energie proudí od horké ke studené, dokud teplota kávy není stejná jako teplota místnosti a její energie není minimální – stav nazývaný tepelná rovnováha. Entropie systému je v tomto bodě maximální – všechny molekuly jsou maximálně rozložené a mají stejnou energii. To znamená, že rozptyl energií na molekulu v kapalině se snižuje.

Uvažujeme-li o informačním obsahu každé molekuly na základě její energie, pak na začátku, v horkém šálku kávy, je informační entropie maximální a v rovnovážném stavu je informační entropie minimální. To proto, že téměř všechny molekuly jsou na stejné energetické úrovni, čímž se stávají identickými znaky v informační zprávě. Rozpětí různých dostupných energií se tedy při tepelné rovnováze snižuje.

Pokud však uvažujeme pouze umístění, a nikoliv energii, pak při náhodném rozmístění částic v prostoru dochází k velkému informačnímu nepořádku – informace potřebná k udržení kroku s nimi je značná. Když se však pod vlivem gravitační přitažlivosti spojí dohromady , tak jak to dělají planety, hvězdy a galaxie, informace se zhušťují a jsou lépe zvládnutelné.

V simulacích dochází přesně k tomu, že se systém snaží fungovat efektivněji. Hmota proudící pod vlivem gravitace tedy vůbec nemusí být výsledkem působení síly. Možná je to funkce způsobu, jakým vesmír zhušťuje informace, s nimiž musí pracovat.

Prostor zde není spojitý a hladký. Prostor se skládá z malých „buněk“ informací, podobných pixelům na fotografii nebo čtverečkům na obrazovce počítačové hry. V každé buňce je základní informace o vesmíru – kde se například nachází částice – a všechny jsou shromážděny dohromady a tvoří strukturu vesmíru.

Pokud do tohoto prostoru umístíte položky, systém se stane složitějším. Když se však všechny tyto položky spojí v jeden prvek namísto mnoha, informace jsou opět jednoduché.

Vesmír má podle tohoto pohledu tendenci přirozeně usilovat o to, aby se nacházel v těch stavech, kdy je informační entropie minimální. Opravdový nářez je, že když si to spočítáte, entropická „informační síla“ vytvořená touto tendencí k jednoduchosti je přesně ekvivalentní Newtonovu gravitačnímu zákonu, jak je uvedeno v mém článku.

Tato teorie navazuje na dřívější studie „entropické gravitace“, ale jde ještě o krok dál. Spojením informační dynamiky s gravitací docházíme k zajímavému závěru, že vesmír by mohl běžet na jakémsi kosmickém softwaru. V umělém vesmíru by se dala očekávat pravidla maximální efektivity. Očekávaly by se symetrie. Očekávala by se komprese.

A zákon – tedy gravitace – by měl vzniknout na základě těchto výpočetních pravidel.

Možná ještě nemáme definitivní důkaz, že žijeme v simulaci. Ale čím hlouběji se díváme, tím více se zdá, že se náš vesmír chová jako výpočetní proces.

Zdroj: phys.org