Симулираме ли Вселената или самите ние сме симулирани същества?

симулираме Вселената

Астрофизиците нямат лаборатории като другите учени, затова създават симулации на Вселената, с които да експериментират

 292 

Патриша Санчес Блазкес (Patricia Sánchez Blázquez)
Пабло Г. Перес Гонсалес (Pablo G. Pérez González)

Повечето от експерименталните науки използват научния метод, задавайки въпроси към природата, на които впоследствие търсят отговор. Методът започва с наблюдение на явление, което предизвиква ученият да зададе въпрос. Отговорът на този въпрос (хипотезата) трябва да бъде тестван чрез контролирани експерименти, при които е възможно да се променят един или повече фактори, като същевременно фундаментът се поддържа константен. Например, ако искаме да разберем дали захарта се разтваря по-добре в горещо мляко, отколкото в студено, трябва да проучим как едно и също количество захар се разтваря в едно и също количество мляко, загрято при различни температури. Във всички повторения на експеримента трябва да използваме една и съща по вид захар, същото по вид мляко и същият съд за затопляне. Единственият параметър, който трябва да се променя, е температурата.

За съжаление астрофизиците нямат лаборатории, където да провеждат контролирани експерименти. С помощта на мощни телескопи можем да опознаем някои свойства на Вселената по различно време, но не можем да пресъздаваме Вселената, от която сме част, отново и отново, променяйки всеки път някой от компонентите ѝ. Как тогава да приложим научния метод? Чрез създаване на виртуални вселени с три „лесни“ стъпки:

Стъпка 1: започваме от най-старото изображение на Вселената, с което разполагаме, получено 380 000 години след Големия взрив. Това изображение наричаме микровълново фоново лъчение. Лъчението запълва цялото пространство и има константна температура навсякъде, с малки вариации – между 1 и 100 000 части. Тези малки зони съответстват на по-плътни региони от останалата част на Вселената.

Стъпка 2: добавяме трите основни компонента на Вселената: обикновена материя, тъмна материя и тъмна енергия. Обикновената материя е материя, съставена от атоми от всякакъв вид и съставлява всичко видимо, включително и самите нас. Тъмната материя е материя, чийто състав не познаваме добре. Тъй като тази материя е невидима за нас, приемаме, че не взаимодейства с радиацията. Тоест, не поглъща и не излъчва светлина – ако изложим, например, тъмна материя на слънчева светлина, ще се окаже, че тя не я поглъща и не се затопля. Но притежава маса. Въпреки че не виждаме тази материя, ние знаем за съществуването и обема ѝ във Вселената от гравитационното привличане, оказваща на други обекти, които са видими за нас. Тъмната енергия ни е най-малко позната от трите. Честно казано, нямаме представа какво е. Единственото, което знаем за нея е, че взаимодейства с другите обекти по начин, противоположен на гравитацията, предизвиквайки отдалечаването им един от друг. Въздействието ѝ върху обектите е по-силно от въздействието на тъмната материя, вследствие на което Вселената постоянно и все по-бързо се разширява.

Стъпка 3: Добавяме връзки между тези три основни компонента на Вселената, тоест, физичните закони, според които си взаимодействат. Слагаме всичко в предварително загрятата фурна при температура около 3 300℃, изключваме я и оставяме да се охлади за около 13,7 милиарда виртуални години, чието преобразуване в реално време ще зависи от капацитета на процесора на лаптопа ни.

 

video
Компютърна симулация на Вселената

Ако наблюдаваме какво се случва, ще видим, че нашата Вселена, под въздействието на тъмната енергия, постепенно се разширява. Въпреки това, в някои зони на Вселената, гравитацията задържа по-плътна материя, в резултат на което започват да се образуват галактики, а в тях – звезди, планети и черни дупки. С течение на времето тези галактики все повече се групират и дори се сливат една с друга, създавайки разнообразни форми, много подобни на формите и размерите на галактиките, които реално наблюдаваме с телескопите. С напредване на времето Вселена увеличава обема си 1000 пъти, в сравнение с първоначалните си размери, а галактиките се разполагат като мрежа, с нишковидни връзки между тях и са отново много подобни на реалните галактики. Именно това невероятно сходство между реални и симулирани структури предполага, че въпреки че не познаваме добре природата на две от основните съставки на Вселената, пътят по който вървим, е правилен.

Четете още
Да създадеш първата ваксина срещу Covid-19

Можем да повтаряме експеримента, модифицирайки основните съставки или физичните им взаимодействия, практикувайки по този начин контролирани експерименти. Тези симулации ни помагат да проучваме, например, влиянието на свръхмасивните черни дупки върху еволюцията на галактиките или условията за възникване на химичните елементи, необходими за формиране на живот и къде във Вселената е най-вероятно това да се е случило или случи.

Въпреки че съдържат милиарди елементи, нашите симулации са с елементарна структура. Знаейки че това е невъзможно, ние не симулираме всички частици на Вселената. А и не е необходимо. Например, в нашата виртуална Вселена ядрените реакции, които се случват в звездите, не се симулират. Ние дори не се опитваме да симулираме звезди. Достатъчно е да се симулират ефектите, които звездите оказват върху средата си: излъчваната светлината, докато са живи и енергийните и химическите елементи, които отделят, когато умрират. Някои от тези ефекти са ни малко известни и благодарение на симулациите получаваме повече информация за тях.

Моделът за симулиране на Вселената е приложим и върху човешкото съзнание. Въпреки че, всъщност, не знаем какво представлява съзнанието, можем да го възпроизведем, симулирайки човешкия мозък. Ако приемем всяко взаимодействие между синапсите, като една отделна операция, се оказва, че мозъкът ни извършва около 1 020 операции в секунда (умножаваме 10x10x10 … 20 пъти, за да добием представа за числото). Би била необходима значително по-слаба изчислителна мощност, за да се симулира външната среда с достатъчно подробности, че да е в състояние да заблуди виртуален мозък, че средата е истинска. Например, не би било необходимо да се симулират всички вируси и бактерии във Вселената, а само онези, които е възможно да се наблюдават под микроскоп. По същия начин не би било необходимо да се симулират всички атоми в един стол, например, а само онези, които определят формата му, освен когато столът се счупи. Моделът може да се приложи и за населението на Земята, да се симулира цялата човешка популация – от възникването ѝ до днес (около 100 милиарда). След всичко казано, възниква въпросът: ами и ако самите ние сме част от симулация, създадена от по-напреднала цивилизация? Ник Бостром (Nick Bostrom), професор по философски науки в University of Oxford, смята, че това е именно така. Този въпрос ще ни вълнува все повече за вбъдеще. А дотогава животът ни ще продължи по същия начин, независимо дали сме истински или виртуални, освен ако, разбира се, някой не изключи компютъра.


Патриша Санчес Блазкес (Patricia Sánchez Blázquez) е професор в Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Пабло Г. Перес Гонсалес (Pablo G. Pérez González) е изследовател в Центъра за астробиология към Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, Мадрид (CAB / CSIC-INTA).

 

0 0

Предложено


















Актуално



















Видео

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Препоръчано