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» » » » Esqueça o espaço-tempo: Informações podem ter criado o Cosmos
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Quais são os blocos de construção básicos do cosmos? Átomos, partículas, energia e massa? A Mecânica quântica, Forças, campos? Espaço e espaço-tempo? Pequenas cordas com muitas dimensões?

Segundo um novo estudo, surge um novo candidato: a a "informação" que, segundo os cientistas é a base da realidade. 

O falecido físico John Archibald Wheeler caracterizava a ideia como "It do bit" — "it" referindo-se a todas as coisas do universo e "bit" significa informação. "It do bit" seria algo como "O universo feito de informação"

Não é nenhuma novidade que a informação está mudando a sociedade. O que há de novo é que a informação está mudando a ciência. Então, a pergunta  é como compreender essas "informações", um termo comum cujo sentido técnico científico pode ser prejudicial.

A informação tem vários significados: fatos ou conhecimentos (coisas que se pode aprender); uma medida da diferença ou surpresa (quanto aprender); um dos dois estados opostos (ligar-desligar, sim-não, 0-1 ); a descrição matemática de um sistema de comunicação; o conteúdo de computação; Estados de entrelaçamento quântico (permitindo o vasto poder de computação); e poder de explicar e, possivelmente, para causar.

Então aqui vai uma pergunta profunda:  A informação é o constituinte final na qual o cosmos foi construído? (Iniciei como um cético). Informações como realidade parece tão estranhas, tão na moda — uma metáfora em esteróides.

Eis aqui uma pergunta emoldurada pelo físico Paul Davies, diretor de BEYOND: O centro de conceitos fundamentais em ciência na Arizona State University: "Historicamente, a questão tem estado na base da cadeia explicativa, e a informação tem sido uma espécie de derivada secundária dela, disse Davies. Agora, acrescentou, "há um interesse crescente entre pelo menos um pequeno grupo de físicos para virar isto de cabeça para baixo e dizer, talvez no fundo do poço, que o Universo é feito de informações e processado por informações, e a questão emerge como um conceito secundário."

O universo escrito em binário

Seth Lloyd, um professor do MIT especializando em informação quântica, defende esta ideia comparando o universo com um computador, "um sistema físico que rompe a informação em pedaços e inverte os bits de forma sistemática."

Ele explicou que os elétrons têm spins, que são descritos pelas leis da mecânica quântica. Elétrons podem assumir apenas dois valores distinguíveis: girando para cima ou girando para baixo — os mesmos caracteres binários como bits de computador. Então, no fundo do poço, Lloyd disse, o Universo é composto de informações; cada partícula elementar carrega informações.

"Então, o que é o universo?" Lloyd pergunta. "O universo é um sistema físico que contém e processa informações de forma sistemática e que pode fazer tudo que um computador pode fazer."

Para Lloyd, a informação não é apenas uma maneira de apreciar ou aproximar da resposta de como o universo funciona, mas a maneira literal, mais fundamental  de como ele realmente funciona. Ele vê o Universo não é como um computador em uma metáfora explicativa; Isso realmente é um computador como um fato científicoComo tal, ele afirma que todas as alterações no Universo são como "cálculos".

A alegação é monumental.

Para Raphael Bousso, um teórico das cordas da Universidade da Califórnia, em Berkeley, a informação não é apenas uma ferramenta de medida - é um componente principal do que está acontecendo no mundo. A Informação, disse Bousso, não é "a modelagem do sistema" - ela é o sistema. A realidade não vai funcionar, ressaltou ele, a menos que a informação seja, em certo sentida, verdadeira.

Pense em uma onda do mar batendo na margem, disse Lloyd. "Todas as moléculas de água — por sua configuração, por sua rotação, por sua posição em relação a outras moléculas de água — carregam com elas bits de informação," explicou Lloyd. "E entã,  sempre que quaisquer duas moléculas de água se chocam, elas mudam, processando os bits de informação." Imagine que cada molécula de água essencialmente esteja dizendo a outras moléculas de água o que fazer, combinando inúmeras moléculas e interagindo com as outras, e você tem uma onda, ele disse.

Enquanto não há acordo geral que a informação desempenha um papel em tudo o que acontece no cosmos, é ainda uma opinião minoritária, que é mais fundamental do que física.

O físico Stephen Wolfram, fundador do Mathematica e Wolfram Alpha, chama as informações de "a coisa mais proeminente dos nossos tempos" e postula que "regras simples... geram o que vemos na natureza." Ele descreveu "uma representação final do Universo" em termos de "regras simples," o que "regem fundamentalmente" e são "melhor conceituadas em termos de computação." Embora ele afirme que regras simples podem ser mais fundamentais que a matemática, "não é o caso que" cada elétron esteja executando um programa e agindo como um objeto que interage com outros programas. " Reconhecendo a diferença entre modelos e a realidade, "nós não deveriamos imaginar que o universo funciona pela operação de programas similares em execução dentro de cada partícula", disse Wolfram.

Alegações extraordinárias exigem evidências extraordinárias

Para Alan Guth, um dos fundadores da cosmologia contemporânea e um físico teórico e cosmólogo do MIT, a noção de informação como fundamental não é convincente — pelo menos não ainda.

"Não vejo justificativa para a afirmação," disse Guth, "embora talvez poderíamos ser convencidos no futuro. A menos que os bits estejam fazendo algo diferente das leis da física, não vejo que há uma questão fundamental aqui. Se duas coisas são equivalentes, acho que não há nenhuma forma válida para falar sobre o que é mais fundamental, e vejo os dois como equivalente. "

Eu gosto de abordagem equilibrada de Guth que descreve a matéria, energia e informação como quase idênticos. Isso é em parte porque ele pode explicar a possibilidade de que nosso universo poderia ser uma simulação, executado em um computador cósmico, ele me disse.

Se a informação é primária e o Universo é, fundamentalmente, um computador, então deve ser possível, pelo menos teoricamente viável, em princípio,  simular o mundo inteiro em supercomputadores futuros. Portanto, nós não poderíamos agora rejeitar a possibilidade que nosso universo é uma simulação.

Há uma outra consequência. Um universo simulado, totalmente formado como a nosso, confirmaria o reducionismo — a ideia de que tudo, incluindo a consciência, poderia ser explicada pela física, até mesmo por eventos digitas. (Pessoalmente, acho que este resultado é improvável — não vejo a consciência, experiências interiores, sendo totalmente explicadas em termos de física fundamental — deixarei essa questão para um futuro discurso.)

Poderiam estas teorias darem lugar a informações — no entanto abstratas e até mesmo bizarras —  serem testadas? Mesmo se o universo fosse uma simulação, simulações nunca são perfeitas, então talvez seja possível detectar, em níveis extremos de precisão, imprecisão, falhas ou até mesmo erros nas medições físicas, tais como desvios em constantes de núcleo (por exemplo, a velocidade da luz).

Se as informações foram fundamentais, não deve haver maneiras de usar as informações para melhorar o modelo padrão da física fundamental, que, apesar de altamente bem sucedidas, tem vários parâmetros livres até agora sem demonstração e coerência subjacente. Outros testes possíveis de informações como fundamental pode incluir a confirmação da teoria de que o universo é um holograma (uma imagem 3D projetada a partir de uma fonte 2D) e que o espaço não é suave e contínuo, mas como uma grade e discreto (como informação).

Portanto, a questão é real:  na grande cadeia de existência, a informação é um alicerce?

Traduzido e adaptado de space

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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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