Jako kosmolog často nosím v kapse jeden nebo dva vesmíry. Ne celé, nekonečně velké vesmíry, ale třeba jen několik miliard světelných let. Dost na to, aby to bylo zajímavé. (Foto: Youtube)

Samozřejmě to nejsou „skutečné“ vesmíry, ale spíše vesmíry, které jsem simuloval na počítači.

Základní myšlenka simulace vesmíru je poměrně jednoduchá.

Potřebujete „počáteční podmínky“, což je pro mě stav vesmíru těsně po velkém třesku.

K tomu přidáte fyzikální zákony, například: jak gravitace působí na hmotu, jak plyn proudí do galaxií a jak se rodí, žijí a umírají hvězdy.

Stisknete tlačítko „go“ a pak se pohodlně usadíte, zatímco počítač počítá všechny složité interakce a vyvíjí vesmír v průběhu kosmického času.

Nádherný popis Andrewa Pontzena o tom, jak astronomové syntetizují a studují své vlastní galaxie a vesmíry.

Žijeme v Matrixu? Tento experiment fyziků přinese odpovědi

Ještě zábavnější je hrát si na „pána vesmíru“ a pohrávat si s fyzikálními zákony, například měnit vlastnosti gravitace nebo to, jak černé díry pohlcují hmotu. Čekání na výsledek těchto zmutovaných vesmírů je vždy zajímavé.

V hloubi duše vím, že tyto vesmíry nejsou nic víc než jedničky a nuly pohřbené v mém počítači, ale ve filmech, které vytvářím ze svých vyvíjejících se galaxií a shluků, a v tom, který je vložen níže v tomto článku, vidím, jak se hmota pohybuje. Vypadá to skutečně!

Počítačové simulace složitých jevů jsou ve vědě všudypřítomné a kosmologové nejsou jediní, kdo obdivuje syntetické kousky skutečného vesmíru.

Stejně inspirující je sledovat proudění vzduchu kolem nově navrženého křídla nebo to, jak si jednotlivé molekuly razí cestu biologickou membránou, a takové simulace způsobily revoluci ve vědě.

K těmto pokrokům samozřejmě došlo až s nárůstem výkonu počítačů v posledních několika desetiletích a stále se usiluje o zahrnutí složitější fyziky v obrovském rozsahu měřítek, od kosmologického až po kvantové.

Vždy jsme omezeni výpočetním výkonem, ale s tím, jak se počítače zvětšují a zrychlují, roste i detailnost našich syntetických vesmírů.

Kosmologové nejsou jediní, kdo obdivuje syntetické kousky skutečného vesmíru.

Představme si však budoucnost, dobu, kdy budou počítače dostatečně výkonné, aby dokázaly plně simulovat lidský mozek s jeho rozsáhlou škálou vzájemně propojených neuronů.

Tyto neurony se řídí fyzikálními zákony a střílejí podle toho, jak se mění jejich chemická rovnováha. Myšlenky by se odrážely v tomto syntetickém mozku a elektrické signály by proudily tam a zpět.

Protože nejsem filozof, budu ignorovat (zdánlivě nekonečné) debaty o svobodné vůli a vědomí, ale pokud se na lidský mozek podíváte čistě mechanicky, syntetický mozek bude stejně „živý“ jako organický mozek, který ho vytvořil.

Napájen podněty ze syntetického těla, které interaguje se syntetickým vesmírem, bude zažívat bolest a strach, štěstí a lásku, dokonce i nudu a ospalost.

Existují totiž lidé, kteří věří, že se všichni znovu narodíme ve slavné budoucnosti, kde budou počítače dostatečně výkonné na to, aby znovu vytvořily každého, kdo kdy žil, a pak ho udržovaly na věčnosti.

Zatímco tato vize nebe je označována jako Konečný antropický princip, někteří ji přímočařeji označují jako „Naprosto směšný antropický princip“ neboli C.R.A.P.

Možná však nebudeme muset čekat až do daleké budoucnosti!

V simulacích vidím, jak se hmota pohybuje. Vypadá to skutečně!

Abych citoval zesnulého velkého Douglase Adamse: „Existuje ještě jedna teorie, která tvrdí, že se to už stalo.“ To je pravda.

Ne že by někdo na Zemi, nebo dokonce v našem vesmíru, vytvořil skutečně syntetický vesmír, doplněný bytostmi, které nemají ponětí o tom, že nejsou ničím jiným než součástí počítačového experimentu.

Ne, překvapivé je zjištění, že my – naše existence, všechno, co jsme viděli, zažili nebo kdy zažijeme – možná nejsme nic jiného než chroupání bitů v nepředstavitelném superpočítači.

Když tohle píšu na notebooku a dívám se z okna vlaku na nádraží, které se valí kolem, na lidi, stromy, hlínu na zemi, určitě bych poznal, jestli jsem součástí počítačového programu?

Ale na druhou stranu, můj mozek prostě zpracovává vstupy, a pokud jsou simulované vstupy přiváděné do mého simulovaného mozku dostatečně dobré, jak bych to poznal?

Je důležité si uvědomit, že tento obraz se liší od „mozku v kádi“ prezentovaného ve filmech Matrix. Tam je organický mozek zásobován informacemi a znovu vytváří syntetický svět, v němž se postavy nacházejí.

Náš obraz je naopak takový, že žádný organický mozek neexistuje. Jsme součástí samotného matrixu.

Jak tedy můžeme poznat, že jsme součástí počítačové simulace?

Je důležité si uvědomit, že naše pozemské počítače jsou omezené ve způsobu, jakým mohou reprezentovat reálná čísla, a pro typické výpočty obsahují pouze konečný počet číslic.

To znamená, že mé simulované vesmíry jsou v jistém smyslu kvantované, přičemž omezené rozlišení se otiskuje do detailů vytvářené struktury.

Pokud žijeme v počítačové simulaci, pak jsou pro nás možná takové efekty rozlišení zřejmé. Náš svět nevypadá jako vesmír v Minecraftu, a tak očekáváme, že měřítko rozlišení bude menší než měřítko jednotlivých atomů, a ne velké krychlové bloky velikosti fotbalového míče.

Právě minulý měsíc vědci z německé univerzity v Bonnu navrhli, že takovou „kusovitost“ malého měřítka můžeme odhalit tím, že se podíváme, jak vysokoenergetické částice, známé jako kosmické záření, překonávají ve vesmíru obrovské vzdálenosti. Jak se tyto paprsky odrážejí tímto prostorem, jejich energetické vlastnosti se mění, a když se podíváme na to, co dorazí na Zemi, můžeme zjistit velikost těchto kousků.

Tato myšlenka však naráží na problémy.

Zaprvé pracujeme s předpokladem, že počítač, ve kterém žijeme, funguje jako běžný počítač. Tyto běžné počítače se však řídí fyzikálními zákony syntetického vesmíru, v němž žijeme.

Nepředstavitelně výkonný počítač, který hostí náš vesmír, může fungovat způsoby, o kterých se nám ani nezdá.

Měřítko rozlišení našeho vesmíru je podstatně menší než v „kostrbatém“ vesmíru Minecraftu.

Dalším problémem je, že ti, kteří se snaží pochopit podstatu velmi malého, již navrhli kvantované pozadí prostoru a času, v němž žijeme.

Je existence takového časoprostoru prostě vlastností skutečného vesmíru, nebo vypovídajícím znakem vesmíru syntetického? Jak je vůbec můžeme od sebe odlišit? A chceme to vůbec?

Jedním ze způsobů, jak potenciálně odhalit skutečnou povahu vesmíru, je hledat mimořádné jevy – nebo, slovy mých dětí, které hrají videohry, „závady“ – kdy program nepracuje podle očekávání.

Možná, že některé z nevysvětlitelných věcí, které zatím nedokážeme vysvětlit, jsou prostě jen chybami v programu (i když jsem fanouškem iluzionisty Derrena Browna a myslím si, že lidskou mysl lze snadno oklamat).

Druhá alternativa je drastičtější.

Když mé syntetické vesmíry běží, mohou se náhle zastavit z různých důvodů, například kvůli zaplnění diskového prostoru, chybám v paměti nebo něčemu tak prostému, jako když uklízečka odpojí počítač od sítě, aby vyluxovala podlahu.

Pokud můj syntetický vesmír běží, když vypadne proud, jednoduše přestane existovat.

Doufám, že uklízečky našich potenciálních hyperdimenzionálních vesmírů-simulujících vládců jsou opatrnější.

Zdroj: theconversation.com