Como testar se vivemos em uma simulação de computador

Os físicos há muito lutam para explicar por que o universo começou com condições propícias à evolução da vida.

Os físicos há muito lutam para explicar por que o universo começou com condições propícias à evolução da vida.

Por que as leis e constantes físicas assumem valores específicos que permitem que estrelas, planetas e, finalmente, a vida se desenvolvam?

A força em expansão do universo, a energia escura, por exemplo, é muito mais fraca do que a teoria sugere – permitindo que a matéria se aglomere em vez de se separar.

Uma resposta comum é que vivemos em um multiverso infinito de universos, então não devemos nos surpreender que pelo menos um universo tenha se tornado nosso. Mas outra é que nosso universo é uma simulação de computador, com alguém (talvez uma espécie alienígena avançada) ajustando as condições.

Esta última opção é apoiada por um ramo da ciência chamado física da informação, que sugere que o espaço-tempo e a matéria não são fenômenos fundamentais.

Em vez disso, a realidade física é fundamentalmente composta de pedaços de informação, dos quais emerge nossa experiência do espaço-tempo. Em comparação, a temperatura “surge” do movimento coletivo dos átomos. Nenhum átomo basicamente tem uma temperatura.

Isso leva à extraordinária possibilidade de que todo o nosso universo seja na verdade uma simulação de computador. A ideia não é tão nova.

Em 1989, o lendário físico John Archibald Wheeler sugeriu que o universo é fundamentalmente matemático e pode ser considerado como emergindo da informação. Ele cunhou o famoso aforismo “it from bit”.

Em 2003, o filósofo Nick Bostrom, da Universidade de Oxford, no Reino Unido, formulou sua hipótese de simulação. Isso argumenta que, de fato, é altamente provável que estejamos vivendo em uma simulação. Isso ocorre porque uma civilização avançada teria que chegar a um ponto em que sua tecnologia é tão sofisticada que as simulações seriam indistinguíveis da realidade, e os participantes não perceberiam que estavam em uma simulação.

O físico Seth Lloyd, do Massachusetts Institute of Technology, nos Estados Unidos, levou a hipótese de simulação para o próximo nível, sugerindo que todo o universo poderia ser um computador quântico gigante.

E em 2016, o magnata dos negócios Elon Musk concluiu: “Provavelmente estamos em uma simulação” (veja o vídeo acima).

Evidência empírica

Há evidências que sugerem que nossa realidade física pode ser uma realidade virtual simulada, em vez de um mundo objetivo que existe independente do observador.

Qualquer mundo de realidade virtual será baseado no processamento de informações. Isso significa que tudo é finalmente digitalizado ou pixelizado até um tamanho mínimo que não pode mais ser subdividido: bits.

Parece imitar nossa realidade de acordo com a teoria da mecânica quântica, que rege o mundo dos átomos e partículas. Indica que existe uma menor unidade discreta de energia, comprimento e tempo.

Da mesma forma, as partículas elementares, que compõem toda a matéria visível no universo, são as menores unidades de matéria. Simplificando, nosso mundo é pixelizado.

As leis da física que governam tudo no universo também se assemelham às linhas de código de computador que uma simulação seguiria na execução do programa.

Além disso, equações matemáticas, números e padrões geométricos estão presentes em todos os lugares – o mundo parece ser inteiramente matemático.

Outra curiosidade da física que sustenta a hipótese da simulação é o limite máximo de velocidade em nosso universo, que é a velocidade da luz. Em uma realidade virtual, esse limite corresponderia ao limite de velocidade do processador, ou limite de poder de processamento.

Sabemos que um processador sobrecarregado retarda o processamento do computador em uma simulação. Da mesma forma, a teoria da relatividade geral de Albert Einstein mostra que o tempo desacelera nas proximidades de um buraco negro.

Talvez a evidência mais favorável para a hipótese de simulação venha da mecânica quântica. Isso sugere que a natureza não é “real”: partículas em estados fixos, como localizações específicas, não parecem existir a menos que você realmente as observe ou meça.

Em vez disso, eles estão em uma mistura de diferentes estados simultaneamente. Da mesma forma, a realidade virtual precisa de um observador ou programador para fazer as coisas acontecerem.

O “emaranhamento” quântico também permite que duas partículas sejam assustadoramente conectadas, de modo que, se você manipular uma, automaticamente manipulará a outra, independentemente de sua distância – o efeito sendo aparentemente mais rápido do que a velocidade da luz, o que deveria ser impossível.

No entanto, também pode ser explicado pelo fato de que dentro de um código de realidade virtual, todos os “slots” (pontos) devem estar aproximadamente equidistantes de um processador central.

Então, embora possamos pensar que duas partículas estão separadas por milhões de anos-luz, elas não estariam se fossem criadas em uma simulação.

experiências possíveis

Assumindo que o universo é de fato uma simulação, que tipo de experimentos poderíamos implantar a partir da simulação para provar isso?

É razoável supor que um universo simulado conteria muitos bits de informação ao nosso redor. Esses bits de informação representam o próprio código.

Portanto, a detecção desses bits de informação comprovará a hipótese da simulação. O princípio recentemente proposto de equivalência massa-energia-informação (M/E/I) – sugerindo que a massa pode ser expressa em energia ou informação, ou vice-versa – afirma que os bits de informação devem ter uma massa pequena. Isso nos dá algo para procurar.

Postulei que a informação é, na verdade, uma quinta forma de matéria no universo. Até calculei o conteúdo de informação esperado por partícula elementar. Esses estudos levaram à publicação, em 2022, de um protocolo experimental para testar essas previsões.

O experimento consiste em apagar as informações contidas no interior das partículas elementares, deixando que elas e suas antipartículas (todas as partículas têm versões “anti” de si mesmas que são iguais, mas têm carga oposta) se aniquilem em um flash de energia – emitindo “fótons” ou partículas de luz.

Previ a faixa exata de frequências esperadas dos fótons resultantes com base na física da informação. O experimento é bastante viável com nossas ferramentas existentes e lançamos um site de crowdfunding para conseguir isso.

Existem também outras abordagens. O falecido físico John Barrow argumentou que uma simulação acumularia pequenos erros de cálculo que o programador teria que corrigir para que continuasse.

Ele sugeriu que podemos experimentar tal fixação quando resultados experimentais conflitantes aparecem repentinamente, como as constantes da mudança da natureza. Monitorar os valores dessas constantes é, portanto, outra opção.

A natureza da nossa realidade é um dos maiores mistérios que existe. Quanto mais a sério levarmos a hipótese da simulação, maior a probabilidade de um dia prová-la ou refutá-la.

Por Melvin M. Vopson, Professor de Física, Universidade de Portsmouth

(A conversa)