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La medida que revelaría que el universo es una simulación por computador

Artículo publicado el 10 de octubre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Si el cosmos es una simulación numérica, debería haber pistas en el espectro de los rayos cósmicos de alta energía, dicen los teóricos.

Una de las ideas más preciadas de la física moderna es la cromodinámica cuántica, la teoría que describe la fuerza nuclear fuerte, cómo se unen los quarks y gluones en protones y neutrones, cómo forman los núcleos que, a su vez, interactúan. Esto es el universo en su escala más fundamental.


Por lo que una idea interesante es simular la cromodinámica cuántica en un ordenador para ver qué tipo de complejidad surge. La esperanza es que simular la física a un nivel tan básico sea más o menos equivalente a simular el propio universo.

Por supuesto, hay uno o dos desafíos. La física es abrumadoramente compleja y opera a una escala extremadamente minúscula. Por lo que incluso usando los supercomputadores más potentes del mundo, los físicos apenas han logrado simular diminutos rincones del cosmos de apenas unos femtómetros de diámetro. (Un femtómetro es 10-15 metros).

Esto puede no parecer mucho, pero el punto clave es que la simulación es, básicamente, indistinguible de la realidad (al menos hasta donde la comprendemos).

No es difícil imaginar una progresión similar a la Ley de Moore que permitirá a los físicos simular regiones del espacio significativamente mayores. Una región de apenas unos micrómetros de diámetro podría encapsular todo el funcionamiento de una célula humana.

De nuevo, el comportamiento de esta célula humana sería indistinguible de una real.

Es este tipo de razonamiento es el que fuerza a los físicos a considerar la posibilidad de que todo nuestro cosmos pudiera estar ejecutándose en un ordenador extremadamente potente. Si es así, ¿hay alguna forma de que podamos saberlo alguna vez?

Hoy, tenemos una respuesta de mano de Silas Beane, de la Universidad de Bonn en Alemania, y algunos colegas.  Dicen que hay una forma de ver pruebas de que estamos en una simulación, al menos en ciertos escenarios.

Primero, algo de contexto. El problema de todas las simulaciones es que las leyes de la física, que parecen ser continuas, se han superpuesto sobre una malla discreta tridimensional que avanza en intervalos de tiempo.

La pregunta que se hacen Beane y compañía es si los espacios en la malla imponen algún tipo de limitación en los procesos físicos que vemos en el universo. Examinan, en concreto, los procesos de alta energía que sondean regiones menores del espacio conforme aumentan su energía.

Lo que han encontrado es interesante. Dicen que el espaciado en la malla impone un límite fundamental a la energía que pueden tener las partículas. Esto se debe a que no puede haber nada que sea menor que la propia malla.

Por lo que si nuestro cosmos es una mera simulación, debería aparecer un límite en el espectro de las partículas de alta energía.

Resulta que este es precisamente el tipo de límite  que aparece en la energía de las partículas de los rayos cósmicos, un límite conocido como de Greisen–Zatsepin–Kuzmin o GZK.

Este límite se ha estudiado profundamente y aparece debido a que las partículas de alta energía interactúan con el fondo de microondas cósmico, y pierden energía cuando viajan grandes distancias.

Pero Beane y compañía calculan que el espaciado en la malla impone algunas características adicionales sobre el espectro. “La característica más impactante… es que la distribución angular de los componentes de mayor energía exhibirían una simetría cúbica en el marco de reposo de la malla, desviándose significativamente de la isotropía”, comentan.

En otras palabras, los rayos cósmicos viajarían preferentemente a lo largo de los ejes de la malla, por lo que no los veríamos igualmente en todas las direcciones.

Esta es una medida que podríamos hacer con la tecnología actual. Encontrar este efecto sería equivalente a ser capaces de ‘ver’ la orientación de la malla en la que se simula nuestro universo.
Esto es genial, incluso alucinante. Pero los cálculos de Beane y sus colegas no están exentos de algunos obstáculos importantes. Un problema es que la malla del computador tiene que construirse de una forma totalmente distinta a la prevista por estos chicos.

Otra es que este efecto solo puede medirse si el límite de la malla es el mismo que el GZK. Esto ocurre cuando el espaciado de la malla es de aproximadamente 10-12 femtómetros. Si el espaciado es significativamente menor que eso, no veremos nada.

No obstante, seguramente merece la pena buscarlo, aunque solo sea para descartar la posibilidad de que seamos parte de una simulación de este tipo concreto, pero en secreto tengamos la esperanza de encontrar pruebas sólidas de nuestros señores robóticos de una vez por todas.

Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1210.1847: Constraints on the Universe as a Numerical Simulation

Fecha Original: 10 de octubre de 2012
Enlace Original


¿Vivimos en un universo simulado por computadora?

© Imágen de la pelícila The Matrix.


Hace una década, un filósofo británico de la Universidad de Oxford publicó un trabajo en el que expuso la teoría de que el universo en que vivimos podría no ser más que una simulación informática creada por lejanos descendientes.

Aunque parezca ciencia ficción, un grupo de físicos de la Universidad de Washington ha conseguido ahora diseñar un test para probar la veracidad de esta afirmación.

La idea de que la humanidad podría estar viviendo en el interior de un universo artificial surgió en un artículo de Nick Bostrom, profesor de Filosofía de la Universidad de Oxford. El trabajo se publicó en 2003 en la revista Philosophical Quarterly y desde entonces no ha dejado a nadie indiferente.

Un grupo de físicos de la Universidad de Washington está desarrollando un test que podría llevarse a cabo en un futuro cercano y que podría servir para resolver la pregunta de si efectivamente vivimos o no dentro de una simulación computarizada. El estudio aparece publicado en ArXiv.org.

Para ello el profesor Martin Savage considera que solo es necesario modelar una pequeña parte de nuestro mundo, es decir, crear también una simulación suficientemente grande.

Los primeros pasos del simulador


Partiendo de las leyes fundamentales de la Física que rigen el Universo han sido capaces de simular con relativo éxito diminutas porciones del mismo en una escala de una billonésima de metro, algo mayor que un núcleo atómico.

"Si consigues hacer una simulación lo suficientemente grande de ella emergería algo muy parecido a nuestro Universo", explica Savage. Por lo cual, según el científico, solo es cuestión de buscar en el universo en que vivimos una "firma" análoga a la que están utilizando en nuestras simulaciones a pequeña escala.

Algo que además, para Savage y sus colegas, es perfectamente factible. De hecho, sugieren que la "firma" que probaría que el nuestro es un Universo artificial podría mostrarse como una limitación en la energía de los rayos cósmicos (la radiación que nos llega de estrellas y galaxias lejanas).

Según la idea de Savage, los rayos cósmicos de mayor energía no podrían viajar por los bordes de la retícula artificial que simula el espacio-tiempo en un hipotético modelo informático, sino que debería viajar en diagonal, por lo que sus interacciones no serían iguales en todas las direcciones, como sería de esperar. Si se consigue demostrar que esa limitación "antinatural" existe, ya no habría duda de que vivimos en el interior de una simulación.

Crean un test para averiguar si el Universo es (o no) una simulación informática

José Manuel Nieves / madrid 

Un grupo de físicos estadounidenses desarrolla la primera prueba experimental para comprobar la impactante teoría de que la Humanidad vive en el interior de un Cosmos artificial



Hace ya una década, un filósofo británico desarrolló la teoría de que el Universo en que vivimos podría no ser más que una simulación informática creada por nuestros lejanos descendientes. Y por increíble que parezca, un grupo de físicos de la Universidad de Washington ha conseguido ahora desarrollar un test para probar su veracidad. El estudio aparece publicado en ArXiv.org.

La idea de que la Humanidad podría estar viviendo en el interior de un Universo artificial surgió en un artículo de Nick Bostrom, profesor de filosofía de la Universidad de Oxford. El trabajo se publicó en 2003 en la revista Philosophical Quarterly y desde entonces no ha dejado a nadie indiferente.

En su trabajo, Bostrom argumentaba que por lo menos una de estas tres posibilidades debe ser cierta:

- Es probable que nuestra especie se extinga antes de alcanzar una etapa "post humana".

- Es muy poco probable que cualquier civilización "post humana" ponga en marcha un número significativo de simulaciones informáticas sobre su historia evolutiva.

- Tenemos la casi absoluta certeza de estar viviendo en una simulación informática.
También decía Bostrom que "la creencia de que hay una posibilidad significativa de que un día nos convirtamos en "post humanos" que pongan en marcha simulaciones sobre sus ancestros es falsa, a menos que no estemos ya viviendo en una simulación".

Por supuesto, y dada la limitación de nuestras computadoras, serían necesarias, como poco, décadas enteras para que éstas pudieran ejecutar incluso los más elementales programas de simulación sobre la evolución del Universo.

Pero un grupo de físicos de la Universidad de Washington ha puesto a punto un "test" que podría llevarse acabo ahora, o en un futuro muy cercano, y que sería capaz de averiguar si, efectivamente, vivimos o no dentro de una simulación.

En la actualidad, las supercomputadoras que existen utilizan una técnica llamada "cuadrícula de cromodinámica cuántica" que, partiendo de las leyes fundamentales de la Física que rigen el Universo, son capaces de simular (con cierto éxito) diminutas porciones de él, en la escala de una billonésima de metro, algo mayor que un núcleo atómico.

A medida que pase el tiempo, será posible realizar simulaciones más potentes, y que funcionen a escalas mayores. Primero en un "trozo" de Universo del tamaño de una molécula, después de una célula y más tarde, por qué no, incluso de un ser humano.

Eso, por supuesto, necesitará del desarrollo de muchas generaciones de superordenadores cada vez más potentes y que sean capaces, poco a poco, de simular pedazos de Universo lo suficientemente grandes como para entender las restricciones a las que, necesariamente, se verían sometidos los procesos físicos que conocemos. Restricciones que nos servirían de pruebas de que, efectivamente, vivimos dentro de un modelo computerizado.

Sin embargo, para Martin Savage, profesor de Física de la Universidad de Washington y autor principal del estudio, existen ya señales inequívocas de la presencia de esas restricciones físicas en las simulaciones del presente. Restricciones que seguramente se harán cada vez más evidentes a medida que las supercomputadoras puedan simular porciones cada vez mayores de Universo.

Una de esas restricciones sería la "cuadrícula base" que sirve para modelar el contínuo espacio-temporal en el que el Universo se desarrolla y que, igual que se hace hoy, usarán también nuestros lejanos descendientes para construir sus simulaciones en un futuro lejano. Por eso, encontrar pruebas de que existen esas restricciones en nuestro Universo sería lo mismo que demostrar que vivimos en un entorno artificial.

En la actualidad, las computadoras que realizan esa clase de cálculos (aunque aún, como hemos visto, a escalas muy limitadas), dividen el espacio tiempo en una retícula de cuatro dimensiones. Lo cual permite a los investigadores, por ejemplo, ver en acción a la "fuerza nuclear fuerte", una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza cuya misión es mantener estrechamente unidos a los quarks para que puedan formar protones y neutrones estables en el interior de los núcleos atómicos. Sin esa fuerza, sencillamente, no existiría la materia tal y como la conocemos.

"Si consigues hacer una simulación lo suficientemente grande -explica Savage- de ella emergería algo muy parecido a nuestro Universo". Por lo cual, según el científico, solo es cuestión de buscar en el Universo en que vivimos una "firma" análoga a la que nosotros mismos estamos utilizando en nuestras simulaciones a pequeña escala.

Algo que además, para Savage y sus colegas, es perfectamente factible. De hecho, sugieren que la "firma" que probaría que el nuestro es un Universo artificial podría mostrarse como una limitación en la energía de los rayos cósmicos (la radiación que nos llega de estrellas y galaxias lejanas).

Según la idea de Savage, los rayos cósmicos de mayor energía no podrían viajar por los bordes de la retícula artificial que simula el espaciotiempo en un hipotético modelo informático, sino que debería viajar en diagonal, por lo que sus interacciones no serían iguales en todas las direcciones, como sería de esperar. Si se consigue demostrar que esa limitación "antinatural" existe, ya no habría duda de que vivimos en el interior de una simulación.

"Se trata -afirma Savage- del primer test para comprobar esta idea" (la de si vivimos o no dentro de una simulación informática).

Por supuesto, si el concepto resultara ser cierto, abriría posibilidades ilimitadas. Por ejemplo, los investigadores sugieren que si nuestro Universo fuera una simulación, entonces podría haber otras simulaciones ejecutándose al mismo tiempo, que serían Universos paralelos al nuestro.

En cuyo caso, cabría hacerse la siguiente pregunta: "¿Podríamos comunicarnos con otros Universos si todos ellos se están ejecutando sobre la misma plataforma?". Sin duda, una más que interesante cuestión.

Artículos de divulgación:

   La medida que revelaría que el universo es una simulación por computador: http://www.cienciakanija.com/2012/10/11/la-medida-que-revelaria-que-el-universo-es-una-simulacion-por-computador/
   
   
Crean un test para averiguar si el Universo es (o no) una simulación informática: http://www.abc.es/ciencia/20121211/abci-crean-test-para-averiguar-201212110952.html


   Artículos científicos:


   The measurement taht would reveal the universe as a computer simulation: http://www.technologyreview.com/view/429561/the-measurement-that-would-reveal-the-universe-as-a-computer-simulation/
   
        Constraints on the Universe as a Numerical Simulation: http://arxiv.org/abs/1210.1847


   Vídeo explicativo divulgativo:

¿Vivimos en un universo simulado por computadora?



   ¿Vivimos en un universo simulado por computadora?: http://www.youtube.com/watch?v=lkbPhgDH8rc

   Toda nueva verdad pasa por tres etapas. Primero, se tiende a ridiculizarla. Luego, se la ataca violentamente. Finalmente, se la da por evidente por sí misma

Arthur Schopenhauer.

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