Mátrix-univerzum

Mit számol hosszú évmilliárdok óta az Univerzum elektronjai, protonjai és fotonjai egymással történő ütköztetése formájában?

Az Ősrobbanás pillanata (fantáziarajz) és a később kialakult távoli galaxisok képe (Hubble-űrtávcső)

Egy fizikus kiszámolta a Mátrixot, amelyben élünk! Sajátos szempontból vizsgálva a Világegyetem valóban hasonlít egy számítógép működéséhez.

Seth Lloyd, a Cambridge-ben működő Massachusetts Technológiai Intézet fizikusa különös megközelítési móddal vizsgálja a körülöttünk lévő Kozmosz tartalmát. Arra kíváncsi, hogy mekkora lehet az Univerzum információtartalma, illetve, hogy a rendszer hány darab "számítást végzett el" kialakulása, az Ősrobbanás óta.
 
Lloyd értelmezés szerint minden változás, bármilyen apró folyamat felfogható úgy is, mint egy számítás: valamilyen kezdeti állapotból (kiindulási adatok), valamilyen fizikai elv alapján (művelet) létrejött egy másik állapot (végeredmény).

Az Univerzum adat- és műveletmennyiségének leírása talán úgy a legegyszerűbb, ha elképzelünk egy hiper-szuper számítógépet, amely modellezi a Világegyetem összes folyamatát, a kezdetektől napjainkig. Ehhez Lloyd becslése szerint 10 a 90. hatványon nagyságú memóriára lenne szükség, a központi egységnek pedig 10 a 120. hatványon darab műveletet kellene elvégeznie. A rendkívüli komputer megvalósításának azonban komoly nehézsége lenne, a becslések szerint ugyanis alig lehet több elemi részecske a teljes Univerzumban, mint 10 a 80. hatványon darab.

Egyesek szerint eltúlzott dolog egy óriási számítógéphez hasonlítani a Világegyetemet, ám Lloyd hatásosan érvel. Egyrészt azzal, hogy Newton korában gigantikus óramű volt a Kozmosz leggyakrabban alkalmazott analógiája, továbbá azzal, hogy korunkban szinte mindent, még az élet rejtélyes jelenségét is információtechnológiai módszerekkel próbálják megérteni. Miért pont az Univerzum lenne kivétel?

Az egykori ENIAC és egy szuperszámítógép napjainkban

Azt is állítja továbbá, hogy automatikus feladatmegoldó szerepük előtérbe helyezése csak egyféle értelmezési lehetősége a számítógépeknek. Más oldalról tekintve a számítógép információhalmaz, amelyben minden kettes számrendszerben zajlik, a nullák és az egyesek nyelvén. Ez pedig nagyon hasonló az elemi részecskék kvantummechanikai leírásához, amely szerint a részecskék is többféle állapotban lehetnek. Így ha egy részecske kvantumállapota megváltozik, az szinte olyan, mint amikor a digitális világban egy 1-es helyére nulla kerül.

Ezek után a nagy kérdés az, hogy tulajdonképpen mit is számol hosszú évmilliárdok óta az Univerzum elektronjai, protonjai, neutronjai, fotonjai és egyéb részecskéi mozgatása, illetve egymással történő ütköztetése formájában?

A válasz kissé elvont, de Lloyd szerint azt mondhatjuk, hogy a számítógép-univerzum saját dinamikus evolúciós folyamatát számítja pillanatról pillanatra, másként azt próbálja kiszámolni, hogy hová fejlődik állandó változása során. Ez rendkívül különleges, mivel abban a pillanatban, hogy megvan a számítás eredménye (megtörtént a részecskék reakciója), a "kiszámított" állapot be is következik.

Ajánlat:

Nagy teljesítményű számítógépek felhasználása a meteorológiában

Douglas Adams világhírű sci-fi regény-sorozata, a Galaxis Útikalauz Stopposoknak

Seth Lloyd részletes, angol nyelvű cikke

Korábban az [origo]-ban:

Az Univerzum utolsó tizenegy kérdése
2002.05.14. Világegyetemünk titkainak kulcsa a fizikusok és a csillagászok kezében van - ez lehetne az összegzése az Egyesült Államok Akadémiai Kutatótanácsa (National Research Council) által készített beszámolónak. A megfogalmazott 11 kérdés a kvarkok vizsgálatát kapcsolja össze a kozmosz kutatásával.

ELTE: a Világegyetem eredetének kutatása
2001.12.05. Az Univerzum keletkezésével, közismert nevén a "Nagy Bummal" kapcsolatos elméleti fizikai kutatásaikat számítógépes környezetben, 128 db Intel Pentium 4 processzorral hajtott PC fürtözésével összeállított szuperszámítógép segítségével végzik az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Elméleti Fizikai Tanszékének kutatói - Csikor Ferenc és Fodor Zoltán professzorok, Katz Sándor tanársegéd és számos diákjuk.