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Como podemos testar se estamos vivendo em uma simulação?

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O mundo ao nosso redor é uma simulação de computador? O físico Melvin M. Vopson investiga como seria possível saber.

Como podemos testar se estamos vivendo em uma simulação?
A teoria da ‘simulação de computador’ existe há anos. Crédito da imagem: Pixabay/geralt

Os físicos há muito lutam para explicar porque o universo começou com condições adequadas para a evolução da vida. Por que as leis e constantes físicas assumem valores muito específicos que permitem que estrelas, planetas e, por fim, a vida se desenvolvam? A força expansiva do universo, a energia escura, por exemplo, é muito mais fraca do que a teoria sugere que deveria ser – permitindo que a matéria se aglomere em vez de ser dilacerada.

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.

A 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 bits de informação, dos quais emerge nossa experiência de espaço-tempo. Em comparação, a temperatura ‘emerge’ do movimento coletivo dos átomos. Nenhum átomo único fundamentalmente tem temperatura.

Isso leva à extraordinária possibilidade de que todo o nosso universo possa ser de fato 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 visto como emergindo da informação. Ele cunhou o famoso aforismo “it from bit(algo como “isto a partir de um bit“).

Em 2003, o filósofo Nick Bostrom, da Universidade de Oxford, no Reino Unido, formulou sua hipótese de simulação. A hipótese argumenta que é altamente provável que vivamos em uma simulação. Isso porque uma civilização avançada deve 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 Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, 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.”

Evidência empírica

Existem algumas evidências sugerindo que nossa realidade física pode ser uma realidade virtual simulada, em vez de um mundo objetivo que existe independentemente do observador.

Qualquer mundo de realidade virtual será baseado no processamento de informações. Isso significa que tudo é digitalizado ou pixelado até um tamanho mínimo que não pode ser subdividido ainda mais: bits. Isso parece imitar nossa realidade de acordo com a teoria da mecânica quântica, que rege o mundo dos átomos e partículas. Ela afirma que existe uma unidade discreta e menor 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 pixelado.

As leis da física que regem tudo no universo também se assemelham a 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 o limite de poder de processamento. Sabemos que um processador sobrecarregado desacelera o processamento do computador em uma simulação. Da mesma forma, a teoria da relatividade geral de Albert Einstein mostra que o tempo diminui na vizinhança de um buraco negro.

Talvez a evidência mais favorável da hipótese de simulação venha da mecânica quântica. Ela sugere que a natureza não é ‘real’: partículas em determinados estados, como locais específicos, não parecem existir a menos que você realmente as observe ou meça. Em vez disso, elas estão em uma mistura de diferentes estados simultaneamente. Da mesma forma, a realidade virtual precisa de um observador ou programador para que as coisas aconteçam.

O “emaranhamento” quântico também permite que duas partículas sejam assustadoramente conectadas de modo que, se você manipular uma, automaticamente e imediatamente também manipulará a outra, não importa o quão distantes elas estejam – com o efeito sendo aparentemente mais rápido que a velocidade da luz, o que deveria ser impossível.

No entanto, isso também pode ser explicado pelo fato de que dentro de um código de realidade virtual, todos os ‘locais’ (pontos) devem estar igualmente distantes de um processador central. Portanto, embora possamos pensar que duas partículas estejam separadas por milhões de anos-luz, elas não estariam se fossem criadas em uma simulação.

Possíveis experimentos

Presumindo-se que o universo é de fato uma simulação, que tipo de experimentos poderíamos implantar dentro da simulação para provar isso?

É razoável supor que um universo simulado conteria muitos bits de informação em todos os lugares ao nosso redor. Esses bits de informação representam o próprio código. Portanto, a detecção desses bits de informação comprovaria a hipótese da simulação. O princípio de equivalência massa-energia-informação (M/E/I) proposto recentemente – sugerindo que a massa pode ser expressa como 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 de fato 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 envolve apagar a informação contida dentro das partículas elementares, deixando-as e suas antipartículas (todas as partículas têm versões ‘anti’ de si mesmas que são idênticas, mas têm carga oposta) aniquilar 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 altamente viável com nossas ferramentas existentes e lançamos um site de crowdfunding para desempenha-lo.

Existem outras abordagens também. O falecido físico John Barrow argumentou que uma simulação criaria pequenos erros computacionais que o programador precisaria consertar para mantê-la funcionando. Ele sugeriu que poderíamos experimentar tal fixação como resultados experimentais contraditórios aparecendo repentinamente, como as constantes da natureza mudando. Portanto, monitorar os valores dessas constantes é outra opção.

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

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

(Fonte)


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