Mult timp am considerat de la sine înțeles că gravitația este una dintre forțele de bază ale naturii. Dar să presupunem că acest lucru nu este adevărat. Să presupunem că legea gravitației este doar un ecou a ceva mai fundamental: un produs secundar al Universului care funcționează după un cod asemănător unui computer. Aceasta este premisa ultimei mele cercetări, publicată în revista AIP Advances, spune Melvin M. Vopson, profesor asociat de fizică la Universitatea din Portsmouth, pentru publicația The Conversation.
Aceasta sugerează că gravitația nu este o forță misterioasă care atrage obiectele unele spre altele, ci produsul unei legi informaționale a naturii pe care eu o numesc a doua lege a infodinamicii.
Este o noțiune care pare a fi științifico-fantastică, dar care se bazează pe fizică și pe dovezi conform cărora Universul pare să funcționeze suspect de asemănător cu o simulare pe calculator.
În tehnologiile digitale, până la aplicațiile din telefonul dvs. și lumea spațiului cibernetic, eficiența este cheia. Computerele își compactează și își restructurează permanent datele pentru a economisi memorie și energie. Poate că același lucru se întâmplă peste tot în Univers?
Ce este Teoria informației
Teoria informației, studiul matematic al cuantificării, stocării și comunicării informațiilor, ne poate ajuta să înțelegem ce se întâmplă. Dezvoltată inițial de matematicianul Claude Shannon, ea a devenit din ce în ce mai populară în fizică și este utilizată într-o gamă tot mai largă de domenii de cercetare.
„Într-o lucrare din 2023, am folosit teoria informației pentru a propune a doua lege a infodinamicii.”, spune fizicianul.
Aceasta stipulează că „entropia” informației, sau nivelul de dezorganizare a informației, va trebui să se reducă sau să rămână statică în cadrul oricărui sistem informațional închis dat. Acesta este opusul celei de-a doua legi populare a termodinamicii, care dictează că entropia fizică, sau dezordinea, crește întotdeauna.
Să luăm ca exemplu o ceașcă de cafea care se răcește. Energia trece de la cald la rece până când temperatura cafelei este aceeași cu temperatura camerei, iar energia sa este minimă - o stare numită echilibru termic. Entropia sistemului este maximă în acest moment - cu toate moleculele răspândite la maximum, având aceeași energie. Aceasta înseamnă că răspândirea energiilor pe moleculă în lichid este redusă.
Dacă luăm în considerare conținutul informațional al fiecărei molecule pe baza energiei sale, atunci la început, în ceașca de cafea fierbinte, entropia informațională este maximă, iar la echilibru entropia informațională este minimă. Acest lucru se datorează faptului că aproape toate moleculele sunt la același nivel energetic, devenind caractere identice într-un mesaj informațional. Prin urmare, răspândirea diferitelor energii disponibile este redusă atunci când există echilibru termic.
„În simulări, este exact ceea ce se întâmplă atunci când un sistem încearcă să funcționeze mai eficient”
Dar dacă luăm în considerare doar locația, mai degrabă decât energia, atunci există multă dezordine informațională atunci când particulele sunt distribuite aleatoriu în spațiu - informația necesară pentru a ține pasul cu ele este considerabilă. Cu toate acestea, atunci când se consolidează sub atracția gravitațională, așa cum fac planetele, stelele și galaxiile, informațiile se compactează și devin mai ușor de gestionat.
În simulări, este exact ceea ce se întâmplă atunci când un sistem încearcă să funcționeze mai eficient. Așadar, curgerea materiei sub influența gravitației nu trebuie să fie deloc rezultatul unei forțe. Poate că este o funcție a modului în care universul compactează informațiile cu care trebuie să lucreze.
Aici, spațiul nu este continuu și neted. Spațiul este alcătuit din mici "celule" de informații, asemănătoare pixelilor dintr-o fotografie sau pătratelor de pe ecranul unui joc pe calculator. În fiecare celulă se află informații de bază despre univers - unde se află, de exemplu, o particulă - și toate sunt reunite pentru a forma țesătura universului.
Dacă plasați elemente în acest spațiu, sistemul devine mai complex. Dar atunci când toate aceste elemente se reunesc pentru a fi un singur element în loc de mai multe, informațiile sunt din nou simple.
„Universul ar putea funcționa pe un fel de software cosmic”
Universul, din acest punct de vedere, tinde să caute în mod natural să fie în acele stări de entropie informațională minimă. Ceea ce este cu adevărat uimitor este că, dacă faci calculele, „forța informațională” entropică creată de această tendință spre simplitate este exact echivalentă cu legea gravitației a lui Newton, arată studiul fizicianului.
Această teorie se bazează pe studii anterioare privind „gravitația entropică”, dar merge un pas mai departe. Prin conectarea dinamicii informației cu gravitația, ajungem la concluzia interesantă că Universul ar putea funcționa pe un fel de software cosmic. Într-un univers artificial, ar fi de așteptat reguli de eficiență maximă. S-ar aștepta la simetrii. Compresia ar fi de așteptat.
Iar legea - adică gravitația - ar trebui să apară din aceste reguli computaționale.
„Este posibil să nu avem încă dovezi definitive că trăim într-o simulare. Dar cu cât privim mai adânc, cu atât mai mult Universul nostru pare să se comporte ca un proces computațional.”, spune Melvin Vopson.
