A teoria do universo simulado implica que nosso universo, com todas as suas galáxias, planetas e formas de vida, é uma simulação de computador meticulosamente programada. Nesse cenário, as leis físicas que regem nossa realidade são simplesmente algoritmos. As experiências que temos são geradas pelos processos computacionais de um sistema imensamente avançado.

Embora inerentemente especulativa, a teoria do universo simulado ganhou a atenção de cientistas e filósofos devido às suas implicações intrigantes. A ideia deixou sua marca na cultura popular, em filmes, programas de TV e livros, incluindo o filme Matrix, de 1999.

Os primeiros registros do conceito de que a realidade é uma ilusão são da Grécia antiga. Lá, a pergunta “Qual é a natureza da nossa realidade?”, feita por Platão (427 a.C.) e outros, deu origem ao idealismo. Pensadores idealistas da antiguidade, como Platão, consideravam a mente e o espírito como a realidade permanente. A matéria, argumentavam eles, era apenas uma manifestação ou ilusão.

Avançando rapidamente para os tempos modernos, o idealismo se transformou em uma nova filosofia. Essa é a ideia de que tanto o mundo material quanto a consciência fazem parte de uma realidade simulada.

Essa é simplesmente uma extensão moderna do idealismo, impulsionada pelos recentes avanços tecnológicos em computação e tecnologias digitais. Em ambos os casos, a verdadeira natureza da realidade transcende o físico.

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Na comunidade científica, o conceito de um universo simulado despertou tanto fascínio quanto ceticismo. Alguns cientistas sugerem que, se a nossa realidade é uma simulação, pode haver falhas ou padrões na estrutura do universo que traiam sua natureza simulada.

Entretanto, a busca por essas anomalias continua sendo um desafio. Nossa compreensão das leis da física ainda está evoluindo. Em última análise, não temos uma estrutura definitiva para distinguir entre a realidade simulada e a não simulada.

Uma nova lei da física

Se nossa realidade física é uma construção simulada, em vez de um mundo objetivo que existe independentemente do observador, então como poderíamos provar isso cientificamente? Em um estudo de 2022, propus um possível experimento, mas ele ainda não foi testado até hoje.

No entanto, há esperança. A teoria da informação é o estudo matemático da quantificação, do armazenamento e da comunicação de informações. Originalmente desenvolvida pelo matemático Claude Shannon, ela se tornou cada vez mais popular na física e é usada em uma gama crescente de áreas de pesquisa.

Em minha pesquisa recente, publicada na AIP Advances, usei a teoria da informação para propor uma nova lei da física, que chamo de segunda lei da infodinâmica. E, o que é mais importante, ela parece apoiar a teoria do universo simulado.

No centro da segunda lei da infodinâmica está o conceito de entropia – uma medida de desordem, que sempre aumenta com o tempo em um sistema isolado. Quando uma xícara de café quente é deixada sobre a mesa, depois de algum tempo ela atingirá o equilíbrio, tendo a mesma temperatura do ambiente. A entropia do sistema está no máximo nesse ponto, e sua energia é mínima.

A segunda lei da infodinâmica afirma que a “entropia da informação” (a quantidade média de informação transmitida por um evento) deve permanecer constante ou diminuir com o tempo – até um valor mínimo no equilíbrio.

Portanto, isso está em total oposição à segunda lei da termodinâmica (que o calor sempre flui espontaneamente das regiões quentes para as frias da matéria, enquanto a entropia aumenta). Para uma xícara de café em resfriamento, isso significa que a distribuição das probabilidades de localizar uma molécula no líquido é reduzida.

Isso ocorre porque a distribuição de energias disponíveis é reduzida quando há equilíbrio térmico. Portanto, a entropia da informação sempre diminui com o tempo à medida que a entropia aumenta.

Meu estudo indica que a segunda lei da infodinâmica parece ser uma necessidade cosmológica. Ela é universalmente aplicável com imensas ramificações científicas. Sabemos que o universo está se expandindo sem perda ou ganho de calor, o que exige que a entropia total do universo seja constante.

No entanto, também sabemos pela termodinâmica que a entropia está sempre aumentando. Argumento que isso mostra que deve haver outra entropia – a entropia da informação – para equilibrar o aumento.

Minha lei pode confirmar como as informações genéticas se comportam. Mas ela também indica que as mutações genéticas, no nível mais fundamental, não são apenas eventos aleatórios, como sugere a teoria de Darwin.

Em vez disso, as mutações genéticas ocorrem de acordo com a segunda lei da infodinâmica, de modo que a entropia das informações do genoma seja sempre minimizada. A lei também pode explicar fenômenos da física atômica e a evolução temporal dos dados digitais.

O mais interessante é que essa nova lei explica um dos grandes mistérios da natureza. Por que a simetria, e não a assimetria, domina o universo? Meu estudo demonstra matematicamente que os estados de alta simetria são a escolha preferida porque esses estados correspondem à menor entropia de informação. E, conforme ditado pela segunda lei da infodinâmica, é isso que um sistema naturalmente buscará.

Acredito que essa descoberta tenha implicações enormes para a pesquisa genética, a biologia evolutiva, as terapias genéticas, a física, a matemática e a cosmologia, para citar alguns exemplos.

Teoria do universo simulado

A principal consequência da segunda lei da infodinâmica é a minimização do conteúdo de informações associado a qualquer evento ou processo no universo. Isso, por sua vez, significa uma otimização do conteúdo de informações ou a compressão de dados mais eficaz.

Como a segunda lei da infodinâmica é uma necessidade cosmológica e parece se aplicar em todos os lugares da mesma forma, pode-se concluir que isso indica que o universo inteiro parece ser uma construção simulada ou um computador gigante.

• Veja também: A manifestação da consciência antes do nascimento

Um universo supercomplexo como o nosso, se fosse uma simulação, exigiria uma otimização e compactação de dados integrada para reduzir a potência computacional e os requisitos de armazenamento de dados para executar a simulação.

Isso é exatamente o que estamos observando ao nosso redor, inclusive em dados digitais, sistemas biológicos, simetrias matemáticas e em todo o universo.

São necessários mais estudos antes de podermos afirmar definitivamente que a segunda lei da infodinâmica é tão fundamental quanto a segunda lei da termodinâmica. O mesmo se aplica à hipótese do universo simulado.

Mas se ambas resistirem ao exame minucioso, talvez seja a primeira vez que se produzam evidências científicas que apoiem essa teoria, conforme explorado em meu livro recente.

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

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.