Há muito tempo consideramos como certo que a gravidade é uma das forças fundamentais da natureza — um dos fios invisíveis que mantém o universo unido. Mas e se isso não for verdade? E se a lei da gravidade for simplesmente um eco de algo mais fundamental: um subproduto de o universo operar com base em um código semelhante ao de um computador?
Essa é a premissa da minha pesquisa mais recente, publicada na revista AIP Advances. Ela sugere que a gravidade não é uma força misteriosa que atrai objetos uns aos outros, mas o produto de uma lei informacional da natureza que chamo de segunda lei da infodinâmica.
É uma noção que parece ficção científica — mas que se baseia na física e em evidências de que o universo parece operar de maneira suspeitamente semelhante a uma simulação de computador.
Nas tecnologias digitais — desde os aplicativos no seu celular até o mundo do ciberespaço —, a eficiência é fundamental. Computadores compactam e reestruturam seus dados o tempo todo para economizar memória e poder de processamento. Talvez o mesmo esteja acontecendo em todo o universo?
A teoria da informação, o estudo matemático da quantificação, armazenamento e comunicação de informações, pode nos ajudar a entender o que está acontecendo. Originalmente desenvolvida pelo matemático Claude Shannon, essa teoria tem se tornado cada vez mais popular na física e é usada em uma gama crescente de áreas de pesquisa.
Em um artigo publicado em 2023, usei a teoria da informação para propor minha segunda lei da infodinâmica.
Essa lei estipula que a entropia da informação — ou o nível de desorganização da informação — deve se manter constante ou diminuir dentro de qualquer sistema fechado de informação. Isso é o oposto da conhecida segunda lei da termodinâmica, que dita que a entropia física — ou a desordem — sempre aumenta.
Considere uma xícara de café esfriando. A energia flui do quente para o frio até que a temperatura do café seja igual à temperatura do ambiente, atingindo sua energia mínima — um estado chamado de equilíbrio térmico. Nesse ponto, a entropia do sistema é máxima — com todas as moléculas distribuídas ao máximo e com a mesma energia. Isso significa que a variação de energia por molécula no líquido é reduzida.
Se considerarmos o conteúdo informacional de cada molécula com base em sua energia, então, no início, na xícara de café quente, a entropia da informação é máxima — e no equilíbrio, ela é mínima. Isso porque quase todas as moléculas estão no mesmo nível de energia, tornando-se caracteres idênticos em uma mensagem informacional. Assim, a variedade de diferentes energias disponíveis é reduzida no equilíbrio térmico.
Mas se considerarmos apenas a localização, em vez da energia, então há muita desordem informacional quando as partículas estão distribuídas aleatoriamente no espaço — a informação necessária para acompanhar esses dados é considerável. Quando elas se consolidam sob atração gravitacional — como planetas, estrelas e galáxias —, a informação se compacta e torna-se mais gerenciável.
Em simulações, é exatamente isso que ocorre quando um sistema tenta funcionar com mais eficiência. Assim, a matéria fluindo sob a influência da gravidade não precisa ser o resultado de uma força propriamente dita. Talvez seja uma função da forma como o universo compacta a informação com a qual precisa trabalhar.
Nesse contexto, o espaço não é contínuo e liso. Ele é composto por minúsculas “células” de informação, semelhantes a pixels em uma foto ou quadrados na tela de um videogame. Em cada célula há informações básicas sobre o universo — por exemplo, onde uma partícula está — e todas se reúnem para formar o tecido do universo.
Se você coloca objetos dentro desse espaço, o sistema se torna mais complexo. Mas quando todos esses objetos se reúnem para formar um só, em vez de muitos, a informação volta a ser simples.
O universo, sob essa perspectiva, tende naturalmente a buscar esses estados de entropia mínima de informação. O mais impressionante é que, se você fizer as contas, a “força informacional entrópica” criada por essa tendência à simplicidade é exatamente equivalente à lei da gravitação de Newton, como demonstro no meu artigo.
Essa teoria se baseia em estudos anteriores sobre a chamada gravidade entrópica, mas vai um passo além. Ao conectar a dinâmica da informação com a gravidade, somos levados à conclusão interessante de que o universo pode estar operando com algum tipo de software cósmico. Em um universo artificial, regras de máxima eficiência seriam esperadas. Simetrias seriam esperadas. Compactação seria esperada.
E uma “lei” — isto é, a gravidade — surgiria dessas regras computacionais.
Ainda não temos evidências definitivas de que vivemos em uma simulação. Mas quanto mais olhamos de perto, mais nosso universo parece se comportar como um processo computacional.
* Melvin M. Vopson é professor de Física da Universidade de Portsmouth.
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