Исследование, которое может показать, что Вселенная это компьютерная симуляция

в 20:08, , рубрики: Вселенная, переводы

Ученые говорят, что если Вселенная продукт симуляции, то мы увидим подсказки в высокоэнергетических космических лучах.
Одна из самых взлелеянных идей в современной физике, квантовая хромодинамика, теория которая описывает сильное взаимодействие, как она свзяывает кварки и глюоны в протоны и нейтроны. Это основание вселенной.

Таким образом, интересная цель симулировать квантовую хромодинамику на компьютере, чтобы увидеть что получится на макро уровне. Моделирование на таком уровне должно быть более или менее эквивалентно симуляции самой вселенной.

Конечно, есть одна или две проблемы на этом пути. Квантовая хромодинамика мозгосносяще сложна и оперирует вычислениями на планковских масштабах. Поэтому даже используя самые мощные суперкомпьютеры мира, физики могут симулировать лишь маленькие кусочки космоса размеров в несколько фемтометров (10^-15).

Звучит не впечатляюще, но важно, что такая симуляция практически неотличима от происходящего в реальности (по крайней мере насколько мы это понимаем).

Не так сложно себе представить, что прогресс подобный закону Мура, позволит физикам симулировать намного большие участки вселенной. Участки размером всего в несколько микрометров в диаметре могут вместить в себя полную работу человеческой клетки.

И снова, работа симулируемой клетки будет неотличима от реальной.

Подобные размышления приводят к тому, что возможно наша вселенная запущена на супермощном компьютере. А если это так, есть ли возможность это проверить?

Сегодня мы получили в некотором роде ответ от Силаса Бине из университета Бонна в Германии, и его коллег. Они говорят, что есть возможность найти проявления симуляции нашей вселенной, по крайней мере в некоторых сценариях.

Для начала небольшое введение. Проблема любой симуляции в том, что законы физики, который по сути непрерывны, в симуляции накладываются на дискретную трехмерную решетку, состояние которой изменяется во времени.

Бине и коллеги поставили вопрос, приведут ли ограничения решетки к какого-либо рода ограничениям на физические процессы нашей вселенной. В частности они проверили высокоэнергетические процессы, которые затрагивают меньшие части пространства пока их энергия нарастает.

Их находка интересна, они говорят что решетка накладывает ограничение на возможную энергию частицы. Это следует из того, что не может быть ничего меньшего чем шаг решетки.

Итак, если наша вселенная это симуляция, должна быть отсечка в спектре высокоэнергетических частиц.

На самом деле есть именно такая отсечка в энергиях космических частиц, ограничение Грейсена-Зацепина-Кузьмина (GZK).

Эта отсечка хорошо изучена и происходит от взаимодействия частиц с космическим микроизлучением, от чего они теряют энергию на длительных дистанциях.

Однако Бине сотоварищи расчитали, что решетка привнесет дополнительные особенности в спектр. «Наиболее поразительная особенность… что угловое распределение наиболее высокоэнергетических компонентов будет проявлять кубическую симметрию, значительно отклоняясь от изотропии».

Другими словами космические лучи будут лететь преимущественно вдоль соей решетки, и мы не должны наблюдать их в равных долях по всем направлениям.

Это круто и мозговыносяще. Однако вычисления Бине & co не без изъяна, например решетка может быть построенна полностью по другим принципам, не тем что предположил Бине.

Еще этот эффект поддается измерению только если отсечка подобна GZK. Это будет при шаге решетки в 10^-12 фемтометров. Если шаг значительно меньше этого, мы не увидим ничего.

Автор: Deepwalker

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля