shutterstock canbedone/Shuttestock
De gesimuleerd universum theorie impliceert dat ons universum, met al zijn sterrenstelsels, planeten en levensvormen, een nauwkeurig geprogrammeerde computersimulatie is. In dit scenario zijn de natuurkundige wetten die onze werkelijkheid bepalen slechts algoritmes. De ervaringen die we hebben worden gegenereerd door de computationele processen van een immens geavanceerd systeem.
Hoewel de theorie van het gesimuleerde universum van nature speculatief is, heeft het de aandacht getrokken van wetenschappers en filosofen vanwege de intrigerende implicaties. Het idee heeft zijn stempel gedrukt op de populaire cultuur in films, tv-programma’s en boeken, waaronder de film The Matrix uit 1999.
De vroegste vermeldingen van het concept dat de werkelijkheid een illusie is, stammen uit het oude Griekenland. De vraag “Wat is de aard van onze werkelijkheid?”, gesteld door Plato (427 v.Chr.) en anderen, leidde daar tot het ontstaan van het idealisme. Idealistische denkers uit de oudheid, zoals Plato, beschouwden geest en ziel als de blijvende werkelijkheid. Materie was volgens hen slechts een manifestatie of illusie.
We gaan nu naar de moderne tijd en het idealisme is veranderd in een nieuwe filosofie. Dit is het idee dat zowel de materiële wereld als het bewustzijn deel uitmaken van een gesimuleerde werkelijkheid. Dit is simpelweg een moderne uitbreiding van het idealisme, gedreven door recente technologische vooruitgang in computers en digitale technologieën. In beide gevallen overstijgt de ware aard van de werkelijkheid het fysieke.
Binnen de wetenschappelijke gemeenschap heeft het concept van een gesimuleerd universum zowel fascinatie als scepsis opgeroepen. Sommige wetenschappers suggereren dat als onze werkelijkheid een simulatie is, er misschien fouten of patronen in het weefsel van het universum zitten die de gesimuleerde aard ervan verraden.
Het zoeken naar zulke anomalieën blijft echter een uitdaging. Ons begrip van de wetten van de fysica is nog steeds in ontwikkeling. Uiteindelijk ontbreekt het ons aan een definitief kader om onderscheid te maken tussen gesimuleerde en niet-gesimuleerde werkelijkheid.
Een nieuwe natuurkundige wet
Als onze fysieke werkelijkheid een gesimuleerde constructie is, in plaats van een objectieve wereld die onafhankelijk van de waarnemer bestaat, hoe zouden we dit dan wetenschappelijk kunnen bewijzen? In een studie uit 2022 heb ik een mogelijk experiment voorgesteld, maar dat is vandaag de dag nog steeds niet getest.
Plato (links) wijst naar boven, als verwijzing naar zijn geloof in de hogere vormen.
wikipedia
Er is echter hoop. Informatietheorie is de wiskundige studie van de kwantificering, opslag en communicatie van informatie. Oorspronkelijk ontwikkeld door de wiskundige Claude Shannon, is het steeds populairder geworden in de natuurkunde en wordt het gebruikt in een groeiend aantal onderzoeksgebieden.
In mijn recente onderzoek, gepubliceerd in AIP Advances, heb ik de informatietheorie gebruikt om een nieuwe natuurkundige wet voor te stellen, die ik de tweede wet van de infodynamica noem. En wat belangrijk is, het blijkt de gesimuleerde universumtheorie te ondersteunen.
De kern van de tweede wet van infodynamica is het begrip entropie – een maat voor wanorde, die altijd toeneemt in de loop van de tijd in een geïsoleerd systeem. Wanneer een heet kopje koffie op tafel wordt gezet, zal het na een tijdje een evenwicht bereiken, met dezelfde temperatuur als de omgeving. De entropie van het systeem is op dit punt maximaal en de energie is minimaal.
De tweede wet van infodynamica stelt dat de “informatie-entropie” (de gemiddelde hoeveelheid informatie die door een gebeurtenis wordt overgebracht) constant moet blijven of in de loop van de tijd moet afnemen – tot een minimumwaarde bij evenwicht.
Het is dus volledig in tegenspraak met de tweede wet van de thermodynamica (dat warmte altijd spontaan van warme naar koude gebieden van materie stroomt terwijl de entropie toeneemt). Voor een afkoelend kopje koffie betekent het dat de spreiding van waarschijnlijkheden om een molecuul in de vloeistof te lokaliseren kleiner wordt. Dat komt omdat de spreiding van beschikbare energieën kleiner is wanneer er een thermisch evenwicht is. De informatie-entropie neemt dus altijd af als de entropie toeneemt.
Mijn studie geeft aan dat de tweede wet van infodynamica een kosmologische noodzaak lijkt te zijn. Het is universeel toepasbaar met immense wetenschappelijke vertakkingen. We weten dat het universum uitdijt zonder warmte te verliezen of te winnen, wat vereist dat de totale entropie van het universum constant is. Maar we weten ook uit de thermodynamica dat de entropie altijd toeneemt. Ik stel dat dit aantoont dat er een andere entropie moet zijn – informatie-entropie – om de toename in evenwicht te houden.
Mijn wet kan bevestigen hoe genetische informatie zich gedraagt. Maar het geeft ook aan dat genetische mutaties op het meest fundamentele niveau niet zomaar toevallige gebeurtenissen zijn, zoals Darwins theorie suggereert. In plaats daarvan vinden genetische mutaties plaats volgens de tweede wet van de infodynamica, op zo’n manier dat de informatie-entropie van het genoom altijd geminimaliseerd wordt. De wet kan ook verschijnselen in de atoomfysica en de tijdsevolutie van digitale gegevens verklaren.
Het meest interessante is dat deze nieuwe wet een van de grote mysteries van de natuur verklaart. Waarom domineert symmetrie in plaats van asymmetrie het universum? Mijn studie toont wiskundig aan dat symmetrische toestanden de voorkeur hebben omdat deze corresponderen met de laagste informatie-entropie. En, zoals gedicteerd door de tweede wet van infodynamica, is dat waar een systeem van nature naar zal streven.
Ik geloof dat deze ontdekking enorme implicaties heeft voor genetisch onderzoek, evolutionaire biologie, genetische therapieën, natuurkunde, wiskunde en kosmologie, om er maar een paar te noemen.
Simulatietheorie
Het belangrijkste gevolg van de tweede wet van infodynamica is het minimaliseren van de informatie-inhoud die geassocieerd wordt met elke gebeurtenis of proces in het universum. Dit betekent op zijn beurt een optimalisatie van de informatie-inhoud, of de meest effectieve gegevenscompressie.
Aangezien de tweede wet van infodynamica een kosmologische noodzaak is, en overal op dezelfde manier van toepassing lijkt te zijn, zou geconcludeerd kunnen worden dat dit erop wijst dat het hele universum een gesimuleerde constructie of een gigantische computer lijkt te zijn.
Een supercomplex universum als het onze, als het een simulatie zou zijn, zou een ingebouwde data-optimalisatie en -compressie vereisen om de rekenkracht en de benodigde gegevensopslag voor het uitvoeren van de simulatie te verminderen. Dit is precies wat we overal om ons heen waarnemen, inclusief in digitale gegevens, biologische systemen, wiskundige symmetrieën en het hele universum.
Verdere studies zijn nodig voordat we met zekerheid kunnen stellen dat de tweede wet van de infodynamica net zo fundamenteel is als de tweede wet van de thermodynamica. Hetzelfde geldt voor de gesimuleerd universum hypothese.
Maar als ze allebei stand houden bij nauwkeurig onderzoek, is dit misschien wel de eerste keer dat er wetenschappelijk bewijs is geleverd dat deze theorie ondersteunt – zoals onderzocht in mijn recente boek.
Melvin M. Vopson werkt niet voor, voert geen advies uit over, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.
