Yerçekimi, Evrenin bir simülasyon olduğunun kanıtı olabilir

Bu fikir bilim insanlarının aklına ilk kez gelmiyor. Gerçekliğin aslında karmaşık bir bilgisayar simülasyonundan başka bir şey olmadığı olasılığı, hem felsefede hem de bilimkurguda tekrar eden bir tema olmuştur. Peki, böyle olsa bile bunu gerçekleştirebilir miyiz? Şimdi bu ilgi çekici soru, İngiltere'deki Portsmouth Üniversitesi'nden fizikçi Melvin Vopson tarafından yürütülen yeni bir araştırma sayesinde yeni bir ivme kazandı.

AIP Advances'ta yeni yayımlanan bir makalede Vopson, yer çekiminin doğasına dair tamamen yeni bir bakış açısı sunarak, her zaman nesneleri birbirine doğru çeken bir şey olarak düşündüğümüz bu temel kuvvetin aslında Evren'e özgü hesaplamalı süreçlerin doğrudan bir sonucu olabileceğini öne sürüyor.

Vopson'un önerisi, yer çekiminin yalnızca nesneleri bir araya "çeken" bir kuvvet olmadığı, aksine Evren'in bilgiyi en verimli şekilde organize etme ve sıkıştırma eğiliminin bir tezahürü olduğu fikrine odaklanıyor. Sözde 'bilgi fiziği'nde kök salmış bir kavram. Bu, fiziksel gerçekliğin en temel düzeyde, içsel olarak yapılandırılmış bilgilerden (parçacıklardan değil) oluşabileceği şeklindeki devrim niteliğindeki fikri araştıran, gelişmekte olan bir alandır.

Elon Musk da dahil olmak üzere pek çok önemli isim, Evren'in aslında 'bilgisel bir yapıya' sahip olabileceği ve dev bir bilgisayara benzer şekilde çalışabileceği olasılığına ilgi duyduğunu dile getirdi. Bu fikri daha iyi anlamak için bilgisayarımızda saklanan dijital bir dosyayı düşünebiliriz. Depolama alanını optimize etmek istediğimizde, genellikle ZIP gibi formatları kullanarak sıkıştırmaya başvururuz. Benzer şekilde Vopson, yer çekiminin bir tür "kozmik sıkıştırma kuvveti" gibi davranabileceğini ve uzaydaki her nesnenin yerini ve zamanlamasını doğru bir şekilde tanımlamak için gereken bilgi miktarını optimize etmeye yarayabileceğini öne sürüyor.

Bu mantığı evrenin gerçekliğine getirirsek, örneğin uzayda devasa bulutlar halinde biriken ve sıkıştırıldığında gezegenleri ve yıldızları oluşturan kozmik tozu düşünebiliriz. Prensip olarak, geniş bir toz parçacıkları bulutunun, her birinin konumunu ve hareketini ayrı ayrı tanımlamak için çok miktarda bilgiye ihtiyaç duyduğu çok açıktır. Ancak kütle çekiminin etkisiyle bu parçacıkların trilyonlarcası bir araya gelerek yıldızlar veya gezegenler gibi daha büyük gök cisimlerini oluştururlar. Bu yeni durumda, sistemi tanımlamak için ihtiyaç duyulan bilgi miktarı büyük ölçüde azaltılmıştır; Sayısız ayrı tanımlama yerine, yeni oluşan gezegen veya yıldız için tek bir tanımlamaya ihtiyacımız var. Bu süreç, dolayısıyla, sadece sistemin temsilini basitleştirmekle kalmıyor, aynı zamanda bilgi entropisini de azaltıyor.

"Bulgularım," diye açıklıyor Vopson, "Evrenin devasa bir bilgisayar gibi işleyebileceği veya algıladığımız gerçekliğin özünde simüle edilmiş bir yapı olduğu fikriyle örtüşüyor. Bilgisayar sistemleri depolama alanından tasarruf etmeye ve mümkün olduğunca verimli çalışmaya çabaladığı gibi, Evren de benzer bir ilkeyi izliyor olabilir. Bu, yer çekimi hakkında tamamen yeni bir düşünme biçimidir: sadece bir çekim kuvveti olarak değil, Evrenin optimum bir organizasyon durumunu korumaya çalıştığında meydana gelen bir olgu olarak.

Bu benzersiz önerinin teorik temeli, Vopson'un, Jeremiah Horrocks Matematik, Fizik ve Astronomi Enstitüsü'nden matematikçi Serban Lepadatu ile işbirliği içinde geliştirdiği öncü bir kavramsal çerçeve olan 'infodinamiği'nin ikinci ilkesinde yatmaktadır. Bu ilke, evrendeki düzensizliğin (entropi) sürekli ve kaçınılmaz bir şekilde arttığını anlatan termodinamiğin ikinci yasasından farklı olarak, 'bilgi entropisinin' zamanla azalma eğiliminde olduğunu belirtir. Yani Evren, kendi tanımı için gereken bilgi miktarını en aza indirmeye çalışarak, doğal bir örgütlenme ve sadeliğe doğru eğilim gösteriyor gibi görünüyor. Bu bağlamda, yerçekimi, bu bilgisel optimizasyonun sağlandığı mekanizma olarak yorumlanabilir.

Vopson, teorisini daha da detaylandırarak, uzay-zaman dokusunun, dijital bir görüntüyü oluşturan piksellere benzeyen "temel hücrelerden" oluşan "pikselli" bir yapıya sahip olabileceğini ileri sürüyor. Bu minik hücrelerin her biri, ikili biçimde bilgi depolama kapasitesine sahip olacak: "0" boş bir hücreyi, "1" ise hücrenin içinde madde varlığını gösterecek.

Peki bu hücrelerin içindeki parçacıklar nasıl etkileşime giriyor? Vopson, makalesinde, birden fazla parçacığın aynı hücreyi işgal etmesi durumunda sistemin bunların tek ve daha büyük bir parçacık halinde birleşmesini tercih ettiğini ileri sürüyor. Bu birleştirme süreci, mevcut varlıkları izlemek için gereken bilgi miktarını azaltır, çünkü bileşik nesne için birden fazla bireysel açıklama yerine yalnızca bir tanesine ihtiyaç duyulur.

Vopson'a göre bu mekanizma, gelişmiş bir video oyununun veya sanal gerçeklik uygulamasının bilgi işlem kaynaklarının kullanımını optimize etme biçimine çarpıcı biçimde benziyor. Tek bir nesnenin konumunu ve momentumunu izlemek, birden fazla nesne için aynı şeyi yapmaktan çok daha fazla hesaplama verimliliğine sahiptir. Dolayısıyla kütle çekim kuvveti, birincil amacı bilginin sıkıştırılması olan kozmik bir hesaplama sürecinde bu optimizasyon ilkesinin başka bir tezahürü olabilir.

Vopson, daha önceki çalışmalarında bilginin kütlesi olduğunu ve evrenin bilinen en küçük yapı taşları olan tüm temel parçacıkların, tıpkı biyolojik varlıkların yapı taşları olan hücrelerin DNA'yı depolaması gibi, kendileri hakkında bilgi depoladığını öne sürmüştü.

Dolayısıyla Vopson'un devrim niteliğindeki teorisi, yalnızca kütle çekimine yeni bir bakış açısı sunmakla kalmıyor, aynı zamanda kozmoloji ve temel fiziğin en büyük bilmecelerinden bazılarıyla ilgi çekici bağlantılar da kuruyor. Örneğin, yerçekimi o kadar yoğun ki ışığı bile hapseden kozmik canavarlar olan kara deliklerin fiziğini anlamak, aşırı koşullar altında bilginin nasıl depolandığını ve sıkıştırıldığını göz önünde bulundurarak zenginleştirilebilir. Benzer şekilde, evrenin %95'ini oluşturan gizemli bileşenler olan karanlık madde ve karanlık enerjinin anlaşılması zor doğası, kozmik ölçeklerde işleyen bilgi optimizasyon süreçleriyle ilişkilendirilebilir.

Elbette, Vopson'un önerisi gerçekten bir simülasyonda yaşadığımıza dair bir kanıt sunmuyor; ancak tüm Evren'in iyi tanımlanmış bir dizi hesaplama ilkesine göre davrandığı gibi büyüleyici bir olasılığı gündeme getiriyor. En azından bizi çevreleyen gerçekliğin doğası ve içindeki yerimiz hakkında derinlemesine düşünmeye davet eden bir bakış açısı.

Hayatlarımızın bir simülasyon içinde mi geçtiğini asla anlayamayabiliriz, ancak Vopson'un araştırması bu soruyu keşfetmek için heyecan verici yeni bir yol sunuyor. Vopson'un teorisinin, bilgi ile fizik arasındaki bağlantıyı inceleyen giderek artan araştırmalara katkıda bulunduğunu belirtmek önemlidir.

Örneğin, 2010 yılında teorik fizikçi Erik Verlinde, yerçekiminin kendi başına temel bir kuvvet olmadığını, fakat uzay-zamanın ortaya çıkan bir özelliği olduğunu ve içsel olarak entropi kavramıyla bağlantılı olduğunu öne süren çığır açıcı bir teori ortaya attı. Dahası, bu temel kuvveti kuantum mekaniğinin prensipleriyle birleştirmeyi deneyen bir "kuantum kütle çekimi" teorisi için bugüne kadar sürdürülen hayal kırıklığı yaratan arayış, bilginin önemli bir rol oynadığı çeşitli fikirlerin araştırılmasına yol açmıştır; örneğin, döngü kuantum kütle çekimi veya sicim teorisinde olduğu gibi.

Vopson makalesinde, "Evrenin gerçekten de hesaplamalı bir yapı olup olmadığı hala açık bir soru, ancak yer çekiminin entropik yapısı, bilginin fiziksel gerçekliğin temel bir bileşeni olduğuna ve veri sıkıştırmanın evrendeki fiziksel süreçleri yönlendirdiğine dair ikna edici kanıtlar sunuyor." diye yazıyor.

Başka bir deyişle, Vopson'un öncü araştırması yer çekiminin temel doğasını anlamak için yeni bir yol açarken, birçok soru hala cevapsız kalıyor. Evren gerçekten de önceden düşündüğümüzden çok daha karmaşık ve şaşırtıcı, bilginin etkin bir şekilde organize edilmesine dayanan bir sistem mi? Bu, henüz kavramaya başladığımız bir dizi temel ilkeyi mi izliyor? Cevaplar hiçbir zaman gelmeyebilir, ya da belki gelecek. Kesin olan tek şey, denemeye devam edeceğimizdir.