اگر جهان ما یک جهان شبیه‌سازی شده در کامپیوتری غول‌پیکر باشد، به چند بیت برای اجرای آن نیاز خواهد بود؟
بر اساس یک تخمین جدید، کیهان مرئی ممکن است حاوی ۸۰^۱۰*۶ یا ۶۰۰ میلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون بیت اطلاعات باشد. این یافته‌ها می‌تواند این احتمال که جهان در واقع یک شبیه‌سازی کامپیوتری غول‌پیکر است را تایید کند.
زیربنای این عدد گیج کننده، فرضیه عجیب تری است. شش دهه پیش، رولف لاندوئر فیزیکدان آلمانی-آمریکایی، نوعی هم ارزی بین اطلاعات و انرژی را پیشنهاد کرد، زیرا پاک کردن یک بیت دیجیتال در رایانه مقدار کمی گرما تولید می کند که نوعی انرژی است.
به دلیل معادله معروف آلبرت انیشتین، E = mc^2، که بیان می کند انرژی و ماده اشکال مختلف یکدیگر هستند، ملوین ووپسون، فیزیکدان دانشگاه پورتسموث در انگلستان، حدس زد که ممکن است رابطه ای بین اطلاعات، انرژی و جرم نیز وجود داشته باشد.
او به Live Science گفت: “با استفاده از اصل هم ارزی جرم-انرژی-اطلاعات، من حدس زدم که اطلاعات می تواند شکل غالب ماده در جهان باشد. او افزود که اطلاعات ممکن است همان ماده تاریک (ماده اسرارآمیزی که اکثریت قریب به اتفاق ماده در کیهان را تشکیل می دهد) باشد.”
ووپسون برای تعیین مقدار اطلاعات در یک ذره زیر اتمی، مانند پروتون یا نوترون، اقدام کرد. او گفت که چنین موجوداتی را می توان به طور کامل با سه ویژگی اساسی توصیف کرد: جرم، بار و چرخش آن ها. او افزود این ویژگی‌ها باعث می‌شود که ذرات بنیادی از یکدیگر متمایز شوند و می‌توان آن ها را به عنوان «اطلاعات» در نظر گرفت.
اطلاعات تعریف خاصی دارد که اولین بار توسط ریاضی دان و مهندس آمریکایی کلود شانون در مقاله ای پیشگامانه در سال ۱۹۴۸ به نام «نظریه ریاضی ارتباطات» ارائه شد. شانون با بررسی حداکثر بازدهی که اطلاعات را می توان انتقال داد، مفهوم بیت را معرفی کرد.
ووپسون گفت که این می تواند مقدار ۰ یا ۱ داشته باشد و برای اندازه گیری واحدهای اطلاعات استفاده می شود، دقیقاً همانطور که فاصله با فوت یا متر یا دما بر حسب درجه اندازه گیری می شود. ووپسون با استفاده از معادلات شانون محاسبه کرد که یک پروتون یا نوترون باید معادل ۱.۵۰۹ بیت اطلاعات رمزگذاری شده داشته باشد. سپس برای تعیین کل محتوای اطلاعات کیهان، تخمینی برای تعداد کل ذرات در جهان قابل مشاهده – حدود ۱۰ به توان ۸۰، که با تخمین‌های قبلی مطابقت دارد – بدست آورد. یافته های او در ۱۹ اکتبر در مجله AIP Advances منتشر شد.
ووپسون گفت، اگرچه عدد حاصل بسیار زیاد است اما هنوز به اندازه کافی برای توضیح ماده تاریک در جهان نیست. او در کار قبلی خود تخمین زد که تقریباً ۱۰ به توان ۹۳ بیت اطلاعات – عددی ۱۰ تریلیون برابر بزرگتر از آن چه او به دست آورده است – برای انجام این کار نیاز است. وی با بیان اینکه مطمئن نیستم چرا آن را محاسبه کردم، گفت: «عددی که من محاسبه کردم کمتر از حد انتظارم است.”
ممکن است چیزهای مهمی در محاسبات او به حساب نیامده باشد. محاسباتی که که بر ذراتی مانند پروتون و نوترون متمرکز بود اما موجوداتی مانند الکترون ها، نوترینوها و کوارک ها را نادیده گرفت زیرا به گفته ووپسون، فقط پروتون ها و نوترون ها می توانند اطلاعات مربوط به خود را ذخیره کنند.
او اعتراف می کند که این فرض ممکن است اشتباه باشد و شاید ذرات دیگر نیز بتوانند اطلاعات مربوط به خود را ذخیره کنند. گرگ لافلین، اخترشناس دانشگاه ییل که در این کار دخالتی نداشت، می‌گوید: شاید به همین دلیل باشد که نتایج او با محاسبات قبلی درباره کل اطلاعات کیهان بسیار متفاوت است.
لافلین با اشاره به ذرات زیادی که در تخمین جدید در نظر گرفته نشده است، به Live Science گفت: «این به نوعی نادیده گرفتن فیل در اتاق نیست، بلکه ۱۰ میلیارد فیل در اتاق است. در حالی که چنین محاسباتی ممکن است کاربرد فوری نداشته باشند، می توانند برای کسانی که حدس می زنند که کیهان مرئی در واقع یک شبیه سازی کامپیوتری غول پیکر است، مفید باشد.
این فرضیه جهان شبیه‌سازی شده یک ایده واقعا جذاب است اما تا کنون فقط در حد یک فرضیه باقی مانده. لافلین گفت: “در حال حاضر هیچ راهی برای دانستن اینکه آیا این فرضیه درست است وجود ندارد.”
