Yerçekimi: Bilgisayar Simülasyonunda Yaşadığımızın Kanıtı Olabilir Mi? Yeni Teori Baştan Çıkarıyor!

Uzun zamandır, yerçekimini doğanın temel güçlerinden biri olarak kabul etmişizdir – evreni bir arada tutan görünmez ipliklerden biri gibi düşünürüz. Ama ya bu doğru değilse? Ya yerçekimi yasası, evrenin tıpkı bir bilgisayar kodu gibi işlerken ortaya çıkan bir yankıdan ibaretse?

Bu, son araştırmamın temel varsayımıdır. AIP Advances dergisinde yayınlanan bu araştırma, yerçekiminin nesneleri birbirine çeken gizemli bir güç değil, doğanın enformasyonel bir yasası olan ve “infodinamiklerin ikinci yasası” olarak adlandırdığım bir ilke olduğunu öne sürüyor.

Bu kavram bilim kurgu gibi gelebilir, ancak fizik temelli olup evrenin bir bilgisayar simülasyonu gibi çalışıyor olabileceğine dair kanıtlara dayanmaktadır. Dijital teknolojilerde, telefonlarınızdaki uygulamalardan siber dünyaya kadar, verimlilik anahtardır. Bilgisayarlar, belleği ve işlem gücünü korumak amacıyla verilerini sürekli sıkıştırır ve yeniden yapılandırır. Belki de evrenin tamamında aynı şeyler gerçekleşiyordur?

Enformasyon teorisi, bilginin nicelendirilmesi, depolanması ve iletilmesi üzerine yapılan matematiksel bir çalışmadır ve bu çalışmanın evrende neler olup bittiğini anlamamıza yardımcı olabileceğini öne sürebilir. İlk olarak matematikçi Claude Shannon tarafından geliştirilen bu teori, fizik alanında giderek popüler hale gelmiş ve çeşitli araştırma alanlarında kullanılmaktadır.

2023 yılında yayımlanan bir makalemde, enformasyon teorisini kullanarak infodinamiklerin ikinci yasasını öne sürdüm. Bu yasa, herhangi bir kapalı bilgi sisteminde enformasyon “entropisinin” (bilgi düzensizlik derecesi), azalmak ya da statik kalmak zorunda olduğunu belirtir. Bu, fiziksel entropinin, yani düzensizliğin, her zaman arttığını belirten popüler termodinamiğin ikinci yasasının tam tersidir.

Bir fincan kahvenin soğumasını ele alalım. Enerji, sıcak olan yerden soğuk olan yere doğru akarken, kahve odanın sıcaklığına ulaşır ve enerjisi minimum seviyeye iner – bu duruma termal denge denir. Sistemin entropisi bu noktada maksimum değerine ulaşır – tüm moleküller eşit enerjiye sahiptir, yani enerjilerin yayılması azalır.

Her bir molekülün enerji temelli bilgi içeriği dikkate alındığında, sıcak bir kahve fincanında, başlangıçta bilgi entropisi maksimumdur ve denge noktasında bilgi entropisi minimumdur. Çünkü neredeyse tüm moleküller aynı enerji seviyesindedir, bu da onları aynı bilgi mesajının karakterleri haline getirir. Böylece, farklı enerjilerin yayılması, termal denge olduğunda azalır.

Ancak sadece konum açısından bakarsak, parçacıklar uzayda rastgele dağıldığında çok fazla bilgi düzensizliği oluşur – onları takip etmek için gereken bilgi oldukça fazladır. Ancak bu parçacıklar, gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi, yerçekimi çekimi altında bir araya geldiğinde, bilgi sıkıştırılır ve daha yönetilebilir hale gelir.

Simülasyonlarda, bir sistem daha verimli çalışmaya çalıştığında tam olarak bu olur. Yani, yerçekiminin etkisi altında akan madde, bir gücün sonucu olmak zorunda değildir. Belki de evrenin üzerinde çalışmak zorunda olduğu bilgiyi sıkıştırma şeklinin bir sonucudur.

Burada, uzay sürekli ve pürüzsüz değildir. Uzay, bir fotoğraftaki pikseller veya bir bilgisayar oyunundaki kareler gibi küçük “bilgi hücrelerinden” oluşur. Her bir hücre, evren hakkında temel bilgi içermekte– örneğin bir parçacığın nerede olduğu gibi– ve hepsi evrenin dokusunu oluşturmak üzere bir araya getirilmektedir.

Bu alana nesneleri yerleştirdiğinizde, sistem daha karmaşık hale gelir. Ancak bu nesnelerin hepsi bir araya gelerek tek bir nesne haline dönüştüğünde, bilgiler tekrar basitleşir.

Evren, bu bakış açısına göre doğal olarak minimum enformasyon entropisine sahip durumları arar. Asıl önemli nokta, sayıları dikkate aldığınızda, bu basitlik eğilimiyle yaratılan “enformatif güç”ün Newton’un yerçekimi yasasıyla tam olarak eşdeğer olduğudur, makalemde gösterdiğim gibi.

Bu teori, “entropik yerçekimi” üzerine yapılan önceki çalışmalara dayanmakta, ancak bir adım daha ileri gitmektedir. Bilgi dinamiklerini yerçekimi ile bağdaştırdığımızda, evrenin kozmosu yazılım tabanlı bir işletim sistemine sahip olabileceği ilginç sonucuna ulaşırız. Yapay bir evrende, maksimum verimlilik kuralları beklenir. Simetri beklenir. Sıkıştırma beklenir. Ve kanun–bu durumda yerçekimi–bu hesaplamalı kurallardan ortaya çıkması beklenir.

Henüz bir simülasyonda yaşadığımızın kesin kanıtlarına sahip değiliz; ancak daha derine baktıkça, evrenimiz giderek daha çok bir hesaplama süreci gibi görünmeye başlıyor.

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