Fizikçiler Evrenin Bir Simülasyon Olduğunu Kesin Olarak Reddetti

British Columbia Üniversitesi’nden Mir Faizal liderliğindeki bir fizikçi ekibi, mevcut teorinin yeni ve detaylı bir analizinde, genel görelilik ile kuantum mekaniğini kusursuz bir şekilde uzlaştıran evrensel bir “Her Şeyin Teorisi”nin bulunmadığını – en azından algoritmik bir şekilde bulunmadığını – gösterdi.

Bunun doğal bir sonucu olarak, Evren’in bir simülasyon olamayacağı ortaya çıkıyor; çünkü böyle bir simülasyonun algoritmik olarak işlemesi gerekir.

“Fiziksel gerçekliğin tüm yönlerini kuantum kütleçekiminin hesaplamalı (computational) teorisiyle tanımlamanın imkânsız olduğunu gösterdik,” diyor Faizal.

“Dolayısıyla, yalnızca hesaplamadan türetilebilecek fiziksel olarak tam ve tutarlı bir her şeyin teorisi mevcut olamaz. Bunun yerine, kuantum kütleçekiminin hesaplamalı yasalarından ve dolayısıyla uzay-zamanın kendisinden daha temel olan algoritmik olmayan bir anlayış gerektirir.”

Evrenin nasıl işlediğini anlamamızdaki en inatçı dikenlerden biri, uzay-zamanın pürüzsüz dokusu ile kuantum mekaniğinin bulanık ikili doğası arasındaki çözülemez ilişkidir. Evren’in işlediğini biliyoruz, ancak her bir alanı tanımlamakta kullandığımız matematik, diğerine uygulandığında çöker.

Fizikçiler uzun zamandır bu iki alan arasında sorunsuz bir geçişi mümkün kılacak bir matematiksel çözüm – yani kuantum kütleçekimi ya da Her Şeyin Teorisi – arayışındalar.

Faizal ve meslektaşları, bu geçişteki sorunları çözmeyi amaçlayan yaygın yaklaşımları – sicim teorisi (string theory) ve döngüsel kuantum kütleçekimi (loop quantum gravity) gibi – incelediler.

Bu teoriler, uzay-zamanın ve kuantum alanlarının, ötesinde hiçbir şeyin bulunmadığı saf bilgi (pure information) temelinden doğduğunu öne sürer – Amerikalı kuramsal fizikçi John Wheeler’ın özlü ifadesiyle “bit’ten it (it from bit)” elde etmek.

Ancak ekip, “it”lerin “bit”lerden gelemeyeceğine dair güçlü nedenler olduğunu söylüyor.

“Tamamlanmamışlık (incompleteness) ve tanımsızlık (indefinability) ile ilgili matematiksel teoremlerden yola çıkarak, gerçekliğin tamamen tutarlı ve eksiksiz bir tanımının yalnızca hesaplama yoluyla elde edilemeyeceğini gösteriyoruz,” diye açıklıyor Faizal.

“Bu, tanım gereği algoritmik hesaplamanın ötesinde olan algoritmik olmayan bir anlayış gerektirir ve dolayısıyla simüle edilemez. Bu nedenle, bu Evren bir simülasyon olamaz.”

Gerçekliğin doğduğu bilginin hem temel hem de sonlu olması gerektiğini savunan fizikçiler, hipotezlerini incelemek için Kurt Gödel, Alfred Tarski ve Gregory Chaitin’in çalışmalarına başvurdu.

Bu üç kuramcı – ilk ikisi 20. yüzyılın ilk yarısında, Chaitin ise 1960’lardan itibaren – evreni anlama kapasitemizin sınırları olduğunu bağımsız biçimde göstermiştir.

Gödel’in 1931 tarihli ünlü tamamlanmamışlık teoremleri, herhangi bir tutarlı matematiksel sistemin, kendi kurallarıyla kanıtlanamayan ancak doğru olan ifadeler içereceğini gösterdi. Tarski’nin 1933 tarihli tanımsızlık teoremi, aritmetik bir sistemin kendi doğruluğunu tanımlayamayacağını ortaya koydu.

Son olarak, Gödel’in çalışmasına benzeyen Chaitin’in tamamlanmamışlık teoremi, biçimsel bir algoritmik sistemin tanımlayabileceği karmaşıklığın kesin bir üst sınırı olduğunu gösterdi.

Bu mantıksal teoremleri kullanarak araştırmacılar, fiziğin kendisinin tamamen hesaplanabilir olamayacağı sonucuna ulaştı. Her Şeyin Teorisi’ni çözmenin tek yolunun, algoritmik katmanın üzerine algoritmik olmayan bir katman ekleyerek bir Meta Her Şeyin Teorisi (Meta Theory of Everything – MToE) oluşturmak olduğunu öne sürüyorlar.

Bu meta katman, matematiksel sistemin dışından neyin doğru olduğunu belirleyebilecek, böylece bilim insanlarına kara delik bilgi paradoksu gibi olguları matematiksel kuralları ihlal etmeden araştırma olanağı tanıyacak.

Ve elbette, “gerçek” olup olmadığımız yönündeki can sıkıcı soruyu da sonsuza dek kapatıyor.

“Herhangi bir simülasyon doğası gereği algoritmiktir – programlanmış kurallara uymak zorundadır,” diyor Faizal. “Ancak gerçekliğin temel düzeyi algoritmik olmayan bir anlayışa dayandığından, evren bir simülasyon olamaz ve asla olamaz.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.