Ein Physiker sagt, es sei möglich festzustellen, ob unser Universum eine riesige Simulation ist, und hat eine Crowdfunding-Kampagne gestartet, um sein Experiment zu finanzieren

• „Es ist nicht übertrieben, sich vorzustellen, dass wir alle in einer riesigen Simulation leben“, sagt der Physiker Melvin M. Vopson.
• Die Hinweise sind da. Es geht lediglich darum zu wissen, worauf man achten muss und wie man es misst.
• Zu diesem Zweck starteten Melvin und seine Kollegen eine Crowdfunding-Seite, um ihr Experiment zu finanzieren und dies herauszufinden.

Physiker haben lange darum gekämpft, zu erklären, warum das Universum mit Bedingungen begann, die für die Entwicklung von Leben geeignet waren. Warum nehmen die physikalischen Gesetze und Konstanten die ganz spezifischen Werte an, die die Entwicklung von Sternen, Planeten und letztendlich dem Leben ermöglichen? Die Expansionskraft des Universums, beispielsweise die dunkle Energie, ist viel schwächer, als die Theorie vermuten lässt – sie ermöglicht, dass Materie zusammenklumpt, anstatt auseinandergerissen zu werden.

Eine häufige Antwort ist, dass wir in einem unendlichen Multiversum von Universen leben, daher sollten wir uns nicht wundern, dass sich mindestens ein Universum als unseres herausgestellt hat. Ein weiterer Grund ist, dass unser Universum eine Computersimulation ist, bei der jemand (vielleicht eine fortgeschrittene außerirdische Spezies) die Bedingungen optimiert.

Letztere Option wird von einem Zweig der Wissenschaft namens Informationsphysik unterstützt, der darauf hindeutet, dass Raumzeit und Materie keine grundlegenden Phänomene sind. Stattdessen besteht die physische Realität im Wesentlichen aus Informationsstücken, aus denen unsere Erfahrung von Raum und Zeit hervorgeht. Im Vergleich dazu „entsteht“ die Temperatur aus der kollektiven Bewegung von Atomen. Kein einzelnes Atom hat grundsätzlich eine Temperatur.

Dies führt zu der außergewöhnlichen Möglichkeit, dass unser gesamtes Universum tatsächlich eine Computersimulation sein könnte. Die Idee ist nicht so neu. Im Jahr 1989 schlug der legendäre Physiker John Archibald Wheeler vor, dass das Universum grundsätzlich mathematisch sei und aus Informationen entstehen könne. Er prägte den berühmten Aphorismus „it from bit“.

Im Jahr 2003 formulierte der Philosoph Nick Bostrom von der Universität Oxford im Vereinigten Königreich seine Simulationshypothese. Dies argumentiert, dass es tatsächlich sehr wahrscheinlich ist, dass wir in einer Simulation leben. Das liegt daran, dass eine fortgeschrittene Zivilisation einen Punkt erreichen sollte, an dem ihre Technologie so ausgereift ist, dass Simulationen nicht mehr von der Realität zu unterscheiden sind und die Teilnehmer nicht bemerken, dass sie sich in einer Simulation befinden.

Der Physiker Seth Lloyd vom Massachusetts Institute of Technology in den USA brachte die Simulationshypothese auf die nächste Stufe, indem er vorschlug, dass das gesamte Universum ein riesiger Quantencomputer sein könnte.

Und im Jahr 2016 kam der Wirtschaftsmagnat Elon Musk zu dem Schluss: „Wir befinden uns höchstwahrscheinlich in einer Simulation.“

Empirische Evidenz

Es gibt Hinweise darauf, dass unsere physische Realität eher eine simulierte virtuelle Realität als eine objektive Welt sein könnte, die unabhängig vom Beobachter existiert.

Jede Welt der virtuellen Realität basiert auf Informationsverarbeitung. Das bedeutet, alles wird letztlich digitalisiert bzw. verpixelt auf eine minimale Größe, die nicht weiter unterteilt werden kann: Bits. Dies scheint unsere Realität gemäß der Theorie der Quantenmechanik nachzuahmen, die die Welt der Atome und Teilchen beherrscht.

Es besagt, dass es eine kleinste, diskrete Einheit für Energie, Länge und Zeit gibt. Ebenso sind Elementarteilchen, aus denen die gesamte sichtbare Materie im Universum besteht, die kleinsten Einheiten der Materie. Um es einfach auszudrücken: Unsere Welt ist pixelig.

Die Gesetze der Physik, die alles im Universum regeln, ähneln auch Computercodezeilen, denen eine Simulation bei der Ausführung des Programms folgen würde. Darüber hinaus sind überall mathematische Gleichungen, Zahlen und geometrische Muster vorhanden – die Welt scheint völlig mathematisch zu sein.

Eine weitere Kuriosität in der Physik, die die Simulationshypothese stützt, ist die maximale Geschwindigkeitsbegrenzung in unserem Universum, nämlich die Lichtgeschwindigkeit. In einer virtuellen Realität würde diese Grenze der Geschwindigkeitsbegrenzung des Prozessors bzw. der Rechenleistungsgrenze entsprechen. Wir wissen, dass ein überlasteter Prozessor die Computerverarbeitung in einer Simulation verlangsamt. In ähnlicher Weise zeigt Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, dass sich die Zeit in der Nähe eines Schwarzen Lochs verlangsamt.

Der vielleicht stärkste Beweis für die Simulationshypothese stammt aus der Quantenmechanik. Dies deutet darauf hin, dass die Natur nicht „real“ ist: Partikel in bestimmten Zuständen, beispielsweise an bestimmten Orten, scheinen nicht zu existieren, es sei denn, Sie beobachten oder messen sie tatsächlich. Stattdessen befinden sie sich gleichzeitig in einer Mischung verschiedener Zustände. Ebenso benötigt die virtuelle Realität einen Beobachter oder Programmierer, damit Dinge geschehen.

Durch die Quanten-„Verschränkung“ können auch zwei Teilchen auf unheimliche Weise miteinander verbunden werden, sodass man, wenn man eines manipuliert, automatisch und sofort auch das andere manipuliert, egal wie weit sie voneinander entfernt sind – wobei der Effekt scheinbar schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist, was auch der Fall sein sollte unmöglich sein.

Dies könnte jedoch auch dadurch erklärt werden, dass innerhalb eines Virtual-Reality-Codes alle „Standorte“ (Punkte) ungefähr gleich weit von einem zentralen Prozessor entfernt sein sollten. Während wir also annehmen, dass zwei Teilchen Millionen von Lichtjahren voneinander entfernt sind, wäre dies nicht der Fall, wenn sie in einer Simulation erzeugt würden.

Mögliche Experimente

Angenommen, das Universum sei tatsächlich eine Simulation, welche Art von Experimenten könnten wir dann innerhalb der Simulation durchführen, um dies zu beweisen?

Es ist vernünftig anzunehmen, dass ein simuliertes Universum überall um uns herum viele Informationsbits enthalten würde. Diese Informationsbits stellen den Code selbst dar. Daher wird die Erkennung dieser Informationsbits die Simulationshypothese beweisen.

Das kürzlich vorgeschlagene Masse-Energie-Informations-Äquivalenzprinzip (M/E/I) legt nahe, dass Masse als Energie oder Information ausgedrückt werden kann oder umgekehrt. Es besagt, dass Informationsbits eine kleine Masse haben müssen. Das gibt uns etwas, nach dem wir suchen können.

Ich habe postuliert, dass Information tatsächlich eine fünfte Form der Materie im Universum ist. Ich habe das sogar berechnet erwarteter Informationsgehalt pro Elementarteilchen. Diese Studien führten im Jahr 2022 zur Veröffentlichung eines Versuchsprotokoll um diese Vorhersagen zu testen.

Das Experiment beinhaltet das Löschen der in Elementarteilchen enthaltenen Informationen, indem man sie und ihre Antiteilchen (alle Teilchen haben „Anti“-Versionen von sich selbst, die identisch sind, aber eine entgegengesetzte Ladung haben) in einem Energieblitz vernichten und dabei „Photonen“ oder Lichtteilchen aussenden.

Ich habe den genauen Bereich der erwarteten Frequenzen der resultierenden Photonen auf der Grundlage der Informationsphysik vorhergesagt. Das Experiment ist mit unseren vorhandenen Werkzeugen und uns gut machbar haben eine Crowdfunding-Seite gestartetum es zu erreichen.

Es gibt auch andere Ansätze. Der verstorbene Physiker John Barrow hat argumentiert, dass eine Simulation kleinere Rechenfehler anhäufen würde, die der Programmierer beheben müsste, um sie am Laufen zu halten. Er schlug vor, dass wir eine solche Fixierung erleben könnten, wenn plötzlich widersprüchliche experimentelle Ergebnisse auftauchen, etwa wenn sich die Konstanten der Natur ändern. Daher ist die Überwachung der Werte dieser Konstanten eine weitere Option.

Die Natur unserer Realität ist eines der größten Geheimnisse überhaupt. Je ernster wir die Simulationshypothese nehmen, desto größer sind die Chancen, dass wir sie eines Tages beweisen oder widerlegen können.

Melvin M. Vopson ist Dozent für Physik an der Universität Portsmouth.

Dieser Artikel wurde erneut veröffentlicht von Die Unterhaltung unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das originaler Artikel.

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