Fizikçiler, Evrenin Bir Simülasyon Olmadığını Matematiksel Olarak Kanıtladı

Fizikçileri yüzyıldır meşgul eden soru yeni bir araştırmayla beklenmedik bir yanıt buldu: Evren bir simülasyon değil. British Columbia Üniversitesi’nden Mir Faizal liderliğindeki bir ekip, genel görelilik ile kuantum mekaniğini tek bir teoride birleştirmeye çalışan “Her Şeyin Teorisi”nin algoritmik yollarla oluşturulamayacağını matematiksel olarak gösterdi. Araştırmaya göre, algoritmik bir her şeyi kapsayan teori mümkün olmadığı için Evren de simüle edilemez.

Faizal, “Fiziksel gerçekliğin tüm yönlerini kuantum kütleçekim teorisine dayalı hesaplamalı bir yaklaşımla tanımlamanın imkânsız olduğunu gösterdik” diyor. Ardından ekliyor: “Dolayısıyla yalnızca hesaplama temelli bir yaklaşımdan türetilmiş, fiziksel olarak tam ve tutarlı bir Her Şeyin Teorisi mümkün değildir. Bunun yerine, algoritmik olmayan, yani hesaplama yasalarının ve uzay-zamanın kendisinden daha temel bir anlayış gereklidir.”

Fizikteki en köklü sorunlardan biri, uzay-zamanın sürekli ve düzgün yapısı ile kuantum mekaniğinin belirsizlik ve dalga-çözünürlük ikiliği arasında çözülmemiş bir çatışmanın varlığı. Evren’in işlediği bilinse de, her iki sistemin matematiği birbirine uygulandığında çöker. Bu nedenle fizikçiler, görelilik ile kuantum teorisini tek çatı altında birleştirecek “kuantum kütleçekim” yaklaşımını uzun süredir arıyor.

Ekip, bu geçişi çözmek için ortaya konan sicim teorisi ve döngüsel kuantum kütleçekimi gibi popüler yaklaşımları inceledi. Bu teoriler, uzay-zamanın ve kuantum alanlarının saf bilgiden türediğini öne sürüyor. Amerikan teorik fizikçi John Wheeler, bunu “it from bit” ifadesiyle açıklamıştı: Gerçeklik (“it”), bilgi parçacıklarından (“bit”) gelir ancak Faizal ve meslektaşları, matematiksel temelli yeni analizlerinde, aslında “its”in “bits”ten türeyemeyeceğini gösterdiklerini belirtiyor:

Faizal “Matematikte eksiklik ve tanımsızlıkla ilgili teoremlere dayanarak, gerçekliğin tüm yönlerini yalnızca hesaplama temelli bir yaklaşımla tutarlı ve eksiksiz biçimde açıklamanın imkânsız olduğunu gösteriyoruz.” ifadelerini kullanıyor ve “Bu, algoritmik hesaplamanın ötesinde kalan, algoritmik olmayan bir anlayış gerektiriyor; dolayısıyla hiçbir simülasyon gerçekliği tam olarak yeniden üretemez. Bu nedenle Evren bir simülasyon olamaz.” sonucuna varıyor.

Araştırmacılar, gerçekliğin dayandığı bilginin hem temel hem de sonlu olması gerektiğini, aksi halde tutarlı bir fiziksel sistem oluşturulamayacağını savunarak, söz konusu hipotezi matematiğin üç önemli figürüyle sınadı: Kurt Gödel, Alfred Tarski ve Gregory Chaitin.

• Gödel’in 1931 tarihli eksiklik teoremleri, herhangi bir tutarlı matematiksel sistemin, kendi kuralları içinde kanıtlanamayan ancak doğru olan ifadeler içerdiğini ortaya koydu.
  
  
• Tarski’nin 1933 tarihli tanımsızlık teoremi, bir aritmetik sisteminin kendi doğruluğunu tanımlayamayacağını gösterdi.
  
  
• Chaitin’in eksiklik teoremi, bir algoritmanın tanımlayabileceği karmaşıklığın üst sınırı olduğunu öne sürdü.
  
  

Sonuçlar, fiziksel yasaların tamamının hesaplanabilir olamayacağını, dolayısıyla tamamen algoritmik bir evren modelinin mümkün olmadığını ortaya koyuyor. Ekip, yalnızca hesaplanabilir yasaları değil, onların ötesinde bir “meta” yasayı da içeren yeni bir katman gerektiğini belirtiyor: Meta Her Şeyin Teorisi (MToE).

Bu meta-katman, matematiksel sistemin dışına çıkarak neyin doğru olduğunu belirleyebilir ve böylece kara delik bilgi paradoksu gibi fiziksel olguları, matematiksel tutarlılıktan ödün vermeden inceleme olanağı sunabilir.

Sonuç olarak teori, felsefi alanda uzun süredir tartışılan “gerçek miyiz?” sorusuna da bilimsel bir yanıt veriyor. Faizal, çalışmayı şu sözlerle özetliyor: “Her simülasyon doğası gereği algoritmiktir. Programlanmış kurallarla çalışmak zorundadır ama gerçekliğin temel düzeyi algoritmik olmayan bir anlayışla tanımlanıyorsa, Evren bir simülasyon değildir ve asla olamaz.”

Araştırma, Journal of Holography Applications in Physics dergisinde yayımlandı.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://www.sciencealert.com/physicists-just-ruled-out-the-universe-being-a-simulation