Alguns cientistas acreditam que a gravidade pode ser um sinal de que o mundo ao nosso redor não é bem o que parece.
Melvin M. Vopson: Há muito tempo, tomamos como certo que a gravidade é uma das forças básicas da natureza — um dos fios invisíveis que mantêm o universo coeso. Mas suponha que isso não seja verdade. Suponha que a lei da gravidade seja simplesmente um eco de algo mais fundamental: um subproduto do universo operando sob um código semelhante ao de um computador.
Essa é a premissa da minha pesquisa mais recente, publicada na revista AIP Advances. Ela sugere que a gravidade não é uma força misteriosa que atrai objetos uns aos outros, mas o produto de uma lei informacional da natureza que chamo de segunda lei da infodinâmica.
É uma noção que parece ficção científica — mas que se baseia na física e em evidências de que o universo parece estar operando de forma suspeita, como uma simulação de computador.
Nas tecnologias digitais, incluindo os aplicativos do seu celular e o mundo do ciberespaço, a eficiência é a chave. Os computadores compactam e reestruturam seus dados o tempo todo para economizar memória e capacidade computacional. Talvez o mesmo esteja acontecendo em todo o universo?
A teoria da informação, o estudo matemático da quantificação, armazenamento e comunicação da informação, pode nos ajudar a entender o que está acontecendo. Originalmente desenvolvida pelo matemático Claude Shannon, tornou-se cada vez mais popular na física e é usada em uma gama crescente de áreas de pesquisa.
Em um artigo de 2023, usei a teoria da informação para propor minha segunda lei da infodinâmica.
Ela estipula que a "entropia" da informação, ou o nível de desorganização da informação, terá que se reduzir ou permanecer estática dentro de qualquer sistema de informação fechado. Isso é o oposto da popular segunda lei da termodinâmica, que determina que a entropia física, ou desordem, sempre aumenta.
Considere uma xícara de café gelada. A energia flui do quente para o frio até que a temperatura do café seja igual à temperatura do ambiente e sua energia seja mínima – um estado chamado equilíbrio térmico. A entropia do sistema é máxima neste ponto – com todas as moléculas espalhadas ao máximo, tendo a mesma energia. Isso significa que a distribuição de energias por molécula no líquido é reduzida.
Se considerarmos o conteúdo de informação de cada molécula com base em sua energia, então, no início, na xícara de café quente, a entropia da informação é máxima e, no equilíbrio, a entropia da informação é mínima. Isso ocorre porque quase todas as moléculas estão no mesmo nível de energia, tornando-se personagens idênticos em uma mensagem informativa. Portanto, a distribuição das diferentes energias disponíveis é reduzida quando há equilíbrio térmico.
Mas se considerarmos apenas a localização em vez da energia, há muita desordem de informação quando as partículas são distribuídas aleatoriamente no espaço — a informação necessária para acompanhá-las é considerável. Quando elas se consolidam sob atração gravitacional, no entanto, como acontece com planetas, estrelas e galáxias, a informação fica compactada e mais gerenciável.
Em simulações, é exatamente isso que ocorre quando um sistema tenta funcionar de forma mais eficiente. Portanto, a matéria que flui sob a influência da gravidade não precisa ser resultado de nenhuma força. Talvez seja uma função da maneira como o universo compacta a informação com a qual precisa trabalhar.
Aqui, o espaço não é contínuo e uniforme. O espaço é composto de minúsculas "células" de informação, semelhantes a pixels em uma foto ou quadrados na tela de um jogo de computador. Em cada célula há informações básicas sobre o universo – onde, digamos, uma partícula está – e todas são reunidas para formar a estrutura do universo.
Se você colocar itens dentro desse espaço, o sistema se torna mais complexo. Mas quando todos esses itens se juntam para formar um item em vez de muitos, a informação volta a ser simples.
O universo, sob essa visão, tende a naturalmente buscar estar nesses estados de entropia mínima de informação. O verdadeiro problema é que, se você fizer as contas, a "força informacional" entrópica criada por essa tendência à simplicidade é exatamente equivalente à lei da gravitação de Newton, como demonstrado em meu artigo.
Esta teoria baseia-se em estudos anteriores sobre "gravidade entrópica", mas vai um passo além. Ao conectar a dinâmica da informação com a gravidade, chegamos à interessante conclusão de que o universo poderia estar funcionando com algum tipo de software cósmico. Em um universo artificial, regras de máxima eficiência seriam esperadas. Simetrias seriam esperadas. Compressão seria esperada.
E a lei – isto é, a gravidade – seria esperada emergir dessas regras computacionais.
Podemos ainda não ter evidências definitivas de que vivemos em uma simulação. Mas quanto mais aprofundamos nossa análise, mais nosso universo parece se comportar como um processo computacional.