Evren bir bilgisayar simülasyonu olsaydı, bunu anlayabilir miydik? Bu soruyu yanıtlamak zor, ancak Portsmouth Üniversitesi'nden fizikçi Melvin Vopson, bu konuda bir ipucu bulduğuna inanıyor.
Son çalışmasına göre yerçekimi, Evrenin bilgi ve maddeyi uzay ve zamanda düzenli tutma çabasının bir yan ürünü olarak, Evren içindeki hesaplama süreçlerinin bir sonucu olabilir.
Vopson, bu bulguların Evrenin dev bir bilgisayar gibi çalıştığı veya gerçekliğimizin simüle edilmiş bir yapı olduğu düşüncesiyle uyumlu olduğunu belirtiyor. Tıpkı bilgisayarların yer kazanmaya ve daha verimli çalışmaya çalışması gibi, Evren de aynı şeyi yapıyor olabilir. Yerçekimini düşünmenin yeni bir yolu bu – sadece bir çekim kuvveti değil, Evren düzenli kalmaya çalışırken ortaya çıkan bir şey.
Bir simülasyonda yaşayıp yaşamadığımız, yaşamlarımız veya varoluşumuz açısından işlevsel olarak hiçbir şeyi değiştirmez. Ancak gerçekliğimizin sınırlarını aralayarak, davranışlarının bir simülasyonun davranışlarıyla nerede örtüştüğünü görmek, yaşadığımız Evrenin doğası hakkında bize bir şeyler öğretebilir.
Vopson birkaç yıldır bu araştırma çizgisini sürdürüyor. 2022'de meslektaşı Serban Lepadatu ile birlikte 'bilgidinamiğin ikinci yasası' adını verdikleri bir çerçeve geliştirdiler. Bu çerçeve, Evrenin simülasyon benzeri davranışını anlamak için bir temel sağlıyor.
Bu çerçeve, Evrendeki herhangi bir doğal sürecin kullanılabilir enerji kaybına ve bir sistemin düzensizlik ölçüsünün, yani entropinin artmasına yol açtığını belirten termodinamiğin ikinci yasasına dayanıyor. Buna karşılık, bilgidinamiğin ikinci yasası, 'bilgi entropisinin' zamanla aynı seviyede kalmasını veya hatta azalmasını gerektiriyor.
Vopson'un araştırması ayrıca, bilginin kütleye sahip olduğu ve dolayısıyla bir maddenin hali olarak kabul edilebileceği fikrini de inceledi. Temel parçacıkların DNA benzeri veri depolama birimleri olduğunu düşünürsek, Evrendeki bilgi miktarını da hesapladı.
Parçacık fiziğine göre bu temel parçacıklar, Evrendeki en küçük madde birimleridir, tıpkı dijital bilginin en küçük birimi olan bitler gibi. Vopson'a göre bu parçacıklar, tıpkı bir bit gibi 1 veya 0 olarak kaydedilebilen piksel veya uzay-zamanda hücre benzeri bölümlere ayrılabilir. Bu durumda pikselin içinde madde olup olmamasına bağlıdır.
Vopson'un yeni makalesine göre yerçekimi, Evrendeki madde dağılımının pikselleşmesinin bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Vopson, birden fazla parçacık aynı piksele düştüğünde, birleşerek her pikselin yalnızca bir 'nesne' içerdiğini öne sürüyor.
Bu, hesaplama sistemindeki kural nedeniyle çekim kuvvetini tetikler. Bu kural, bilgi içeriğinin en aza indirilmesini ve dolayısıyla hesaplama gücünün azaltılmasını gerektirir. Basitçe söylemek gerekirse, uzaydaki tek bir nesnenin konumunu ve momentumunu takip etmek ve hesaplamak, çok sayıda nesneye göre çok daha hesaplama açısından etkilidir. Bu nedenle, yerçekimi çekimi, bilgi sıkıştırma rolü olan bir hesaplama sürecindeki başka bir optimizasyon mekanizması gibi görünüyor.
Yani, bu benzetmeyle piksel ZIP dosyasıdır ve yerçekimi, kapladığı alanı optimize eden sıkıştırma kuvvetidir.
Evrendeki yaygınlığına rağmen, yerçekiminin ne olduğunu, hatta neden var olduğunu gerçekten bilmiyor olmamız bu fikri daha da ilgi çekici kılıyor. Onu ölçebiliyoruz ama doğasını tam olarak anlamıyoruz.
Yerçekimini farklı çerçeveler altında ele alarak – örneğin, Evrenin hesaplama optimizasyonunun bir yolu olarak – yalnızca genel görelilik veya kuantum mekaniğine bakarak bulabileceğimizden daha fazla yanıt bulabiliriz.
Vopson makalesinde, Evrenin gerçekten hesaplamalı bir yapı olup olmadığının açık bir soru olmaya devam ettiğini, ancak yerçekiminin entropik yapısının, bilginin fiziksel gerçekliğin temel bir bileşeni olduğuna ve veri sıkıştırmanın Evrendeki fiziksel süreçleri yönlendirdiğine dair zorlayıcı kanıtlar sunduğunu yazıyor. Gelecekteki araştırmalar, bu çerçeveyi iyileştirmeye, göreceli ve kuantum yerçekimi bağlamlarındaki uygulanabilirliğini keşfetmeye ve olası deneysel doğrulamaları araştırmaya odaklanmalıdır.
Makale AIP Advances dergisinde yayımlandı.
