Yerçekimi Bir Bilgisayar Simülasyonunun Ürünü mü?

Uzun zamandır yerçekiminin doğanın temel kuvvetlerinden biri olduğunu varsaydık – evreni bir arada tutan görünmez iplerden biri. Ancak bunun doğru olmadığını varsayalım. Yerçekimi yasasının, daha temel bir şeyin basit bir yankısı olduğunu düşünün: evrenin bir bilgisayar benzeri kod altında çalışmasının bir yan ürünü.

İşte son araştırmamın dayandığı önerme bu. Araştırmam, AIP Advances dergisinde yayınlandı ve yerçekiminin nesneleri birbirine çeken gizemli bir kuvvet olmadığını, "infodinamik ikinci yasası" olarak adlandırdığım bir bilgi yasasının ürünü olduğunu öne sürüyor.

Bu, bilim kurgu gibi görünen, ancak evrenin şüpheli bir şekilde bir bilgisayar simülasyonu gibi çalıştığına dair fizik ve kanıtlara dayanan bir kavram.

Dijital teknolojilerde, telefonunuzdaki uygulamalardan siber dünyaya kadar, verimlilik kilit noktadır. Bilgisayarlar, bellek ve bilgisayar gücünden tasarruf etmek için sürekli olarak verilerini sıkıştırır ve yeniden yapılandırır. Belki de aynı şey evrenin her yerinde gerçekleşiyordur?

Bilgi teorisi, bilginin nicelendirilmesi, depolanması ve iletişimi üzerine matematiksel çalışma, neler olup bittiğini anlamamıza yardımcı olabilir. Başlangıçta matematikçi Claude Shannon tarafından geliştirilen bu teori, fizikte giderek daha popüler hale geldi ve büyüyen bir araştırma alanında kullanılıyor.

2023 tarihli bir makalede, bilgi teorisini kullanarak infodinamik ikinci yasasını önerdim. Bu yasa, herhangi bir kapalı bilgi sistemi içinde bilgi "entropisinin" veya bilgi düzensizliğinin azalması veya statik kalması gerektiğini şart koşuyor. Bu, fiziksel entropinin veya düzensizliğin her zaman arttığını dikte eden popüler termodinamiğin ikinci yasasının tam tersi.

Soğuyan bir fincan kahve örneğini ele alalım. Enerji, kahvenin sıcaklığı oda sıcaklığı ile aynı olana ve enerjisi minimuma inene kadar sıcaktan soğuğa doğru akar – bu duruma termal denge denir. Sistemin entropisi bu noktada maksimumdur – tüm moleküller maksimum düzeyde yayılmış, aynı enerjiye sahip. Bu, sıvıdaki molekül başına enerji yayılımının azaldığı anlamına gelir.

Her molekülün enerji bazında bilgi içeriği dikkate alınırsa, o zaman başlangıçta, sıcak fincan kahvede, bilgi entropisi maksimumdur ve dengede bilgi entropisi minimumdur. Çünkü neredeyse tüm moleküller aynı enerji seviyesindedir ve bilgilendirici bir mesajda özdeş karakterler haline gelirler. Bu nedenle, termal denge olduğunda mevcut farklı enerjilerin yayılımı azalır.

Ancak enerji yerine sadece konumu düşünürsek, parçacıklar uzayda rastgele dağıldığında çok fazla bilgi düzensizliği vardır – onlara ayak uydurmak için gereken bilgi miktarı önemlidir. Ancak gezegenler, yıldızlar ve galaksilerin yaptığı gibi, yerçekimi çekimi altında bir araya geldiklerinde, bilgi sıkıştırılır ve daha yönetilebilir hale gelir.

Simülasyonlarda, bir sistem daha verimli çalışmaya çalıştığında tam olarak bu gerçekleşir. Dolayısıyla, yerçekiminin etkisi altında akan madde bir kuvvetin sonucu olmak zorunda değildir. Belki de evrenin çalışmak zorunda olduğu bilgiyi sıkıştırma şeklinin bir işlevidir.

Burada uzay sürekli ve pürüzsüz değildir. Uzay, bir fotoğraftaki piksellere veya bir bilgisayar oyununun ekranındaki karelere benzer şekilde, küçük bilgi "hücrelerinden" oluşur. Her hücrede evren hakkında temel bilgiler bulunur – örneğin bir parçacığın nerede olduğu – ve hepsi evrenin dokusunu oluşturmak için bir araya getirilmiştir.

Bu uzaya öğeler yerleştirirseniz, sistem daha karmaşık hale gelir. Ancak tüm bu öğeler birçok yerine tek bir öğe olmak için bir araya geldiğinde, bilgi tekrar basitleşir.

Bu görüşe göre evren, doğal olarak minimum bilgi entropisi durumlarında olma eğilimindedir. Buradaki en önemli nokta, sayıları yaptığınızda, bu basitliğe yönelik eğilimin yarattığı entropik "bilgi kuvveti"nin, makalemde gösterildiği gibi, tam olarak Newton’un yerçekimi yasasına eşdeğer olmasıdır.

Bu teori, daha önceki "entropik yerçekimi" çalışmalarına dayanıyor ancak bir adım daha ileri gidiyor. Bilgi dinamiğini yerçekimi ile birleştirerek, evrenin bir tür kozmik yazılım üzerinde çalışıyor olabileceği gibi ilginç bir sonuca varıyoruz. Yapay bir evrende, maksimum verimlilik kuralları beklenir. Simetriler beklenir. Sıkıştırma beklenir. Ve yasa – yani yerçekimi – bu hesaplama kurallarından ortaya çıkması beklenir.

Henüz bir simülasyonda yaşadığımıza dair kesin bir kanıtımız olmayabilir. Ancak ne kadar derine bakarsak, evrenimiz o kadar çok bir hesaplama süreci gibi davranıyor.

Melvin M. Vopson, Portsmouth Üniversitesi’nde fizik profesörüdür. Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation’dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.