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A medida que revelaria o universo como uma simulação de computador

- by Dhin Akari

Se o cosmos é uma simulação numérica, deve haver pistas no espectro de raios cósmicos de alta energia, dizem os teóricos

Texto original: Technology Review (Traduzido pelo Google)
Uma das idéias mais queridas da física moderna é a cromodinâmica quântica, a teoria que descreve a força nuclear forte, como se ligam os quarks e glúons em prótons e nêutrons, como estes formam núcleos que se interagem. Esse é o universo em sua forma mais fundamental. 

Assim, uma busca interessante é simular cromodinâmica quântica de um computador para ver que tipo de complexidade surge. A promessa é que a simulação física em um nível tão fundamental é mais ou menos equivalente a simular o próprio universo. 

Há um ou dois desafios do curso. A física é assustadoramente complexa e opera em uma escala extremamente pequena. Assim, mesmo usando os supercomputadores mais poderosos do mundo, os físicos só conseguiram simular pequenos cantos do cosmos poucos femtometers todo.(A femtometer é 10 ^ -15 metros.) 

Isso pode não parecer muito, mas o ponto importante é que a simulação é essencialmente indistinguível da coisa real (pelo menos tanto como nós a entendemos). 

Não é difícil imaginar que o progresso do tipo Lei de Moore vai permitir aos físicos simularem regiões significativamente maiores de espaço. A região de apenas alguns micrômetros de diâmetro poderia encapsular todo o funcionamento de uma célula humana. 

Mais uma vez, o comportamento desta célula humana seria indistinguível da coisa real.

É esse tipo de pensamento que obriga os físicos a considerar a possibilidade de que todo o nosso cosmos poderia ser executado em um computador muito poderoso. Se assim for, há alguma maneira poderíamos saber? 

Hoje, temos uma espécie de resposta de Silas Beane, da Universidade de Bonn, na Alemanha, e alguns amigos. Eles dizem que não há uma maneira de ver a evidência de que estamos sendo simulados, pelo menos em determinados cenários.

Primeiro, um pouco de fundamentação. O problema com todas as simulações é que as leis da física, que parecem contínuas, devem ser sobrepostas a uma grade discreta tridimensional que avança em passos de tempo. 

A pergunta que Beane e companhia fazem é se o espaçamento de rede impõe qualquer tipo de limitação dos processos físicos que vemos no universo. Eles examinam, em especial, os processos de alta energia, que sondam pequenas regiões do espaço para entender como eles ficam mais enérgicos. 

O que eles encontram é interessante. Eles dizem que o espaçamento de rede impõe um limite fundamental na energia que as partículas podem ter. Isso porque nada existe que é menor do que a própria estrutura. 

Portanto, se o nosso universo é apenas uma simulação, deve haver um corte no espectro de partículas de alta energia.

Acontece que há exatamente esse tipo de corte na energia das partículas de raios cósmicos, um limite conhecido como o Greisen-Zatsepin-Kuzmin ou GZK corte. 

Este corte tem sido bem estudado e acontece porque as partículas de alta energia interagem com a radiação cósmica de fundo e assim perdem energia quando eles viajam a longas distâncias. 

Mas Beane e companhia calculam que o espaçamento do retículo impõe algumas funcionalidades adicionais no espectro. "A característica mais marcante ... é que a distribuição angular dos maiores componentes de energia que apresentam simetria cúbica no quadro resto da rede, desviando-se significativamente a partir de isotropia", dizem eles.

Em outras palavras, os raios cósmicos iriam viajar, preferencialmente, ao longo dos eixos da estrutura, por isso não iriam vê-los igualmente em todas as direções. 

Essa é uma medida que poderíamos fazer agora, com a tecnologia atual. Encontrando-se o efeito seria equivalente a ser capaz de 'ver' a orientação da estrutura em que o nosso universo é simulado.

Isso é legal, alucinante mesmo. Mas os cálculos de Beane e os demais cientistas, não são sem algumas ressalvas importantes. Um problema é que a rede de computador pode ser construída de uma forma totalmente diferente do previsto por esses caras. 

Outra é que este efeito é apenas mensurável se o corte da estrutura fora é o mesmo que o GZK cortada. Isso ocorre quando o espaçamento de rede é de cerca de 10 ^ -12 femtometers.Se o espaçamento é significativamente menor do que isso, não vamos "ver" nada.

No entanto, certamente vale a pena procurar, apenas para excluir a possibilidade de que somos parte de uma simulação deste tipo particular, mas secretamente a esperança de que vamos encontrar uma boa evidência de nossos senhores robóticos uma vez por todas.

Ref: arxiv.org/abs/1210.1847 : Restrições sobre o universo como uma simulação numérica

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