宇宙がコンピューターシミュレーションであることを示すことができる研究

科学者は、宇宙がシミュレーションの産物である場合、高エネルギー宇宙線の手がかりが見つかると言います。

現代の物理学で最も大事にされたアイデアの1つは、量子色力学です。量子色力学は、クォークとグルオンを陽子と中性子に結合する方法の強い相互作用を説明する理論です。 これが宇宙の基盤です。



したがって、興味深い目標は、コンピューターで量子色力学をシミュレートし、マクロレベルで何が起こるかを確認することです。 このレベルでのモデリングは、宇宙そのものをシミュレートするのとほぼ同等にする必要があります。



もちろん、途中で1つまたは2つの問題があります。 量子色力学は脳を支える複雑な要素であり、プランクスケールの計算で動作します。 したがって、世界で最も強力なスーパーコンピューターを使用しても、物理学者は数個のフェムトメーター（10 ^ -15）のサイズの小さなスペースのみをシミュレートできます。



印象的には聞こえませんが、そのようなシミュレーションが実際に起こっていることと実際に見分けがつかないことが重要です（少なくとも私たちが理解している限り）。



ムーアの法則と同様の進歩により、物理学者が宇宙のはるかに大きな部分をシミュレートできるようになることを想像するのはそれほど難しくありません。 直径わずか数マイクロメートルのサイトは、人間の細胞のすべての作業に対応できます。



繰り返しますが、シミュレートされたセルの作業は、実際のセルと区別できません。



このような考えは、私たちの宇宙が超強力なコンピューターで実行されている可能性につながります。 もしそうなら、これを確認する方法はありますか？



本日、ドイツのボン大学および彼の同僚から、Silas Binetから何らかの形で返答がありました。 彼らは、少なくともいくつかのシナリオで、私たちの宇宙のシミュレーションの兆候を見つけることが可能であると言います。



まず、小さな紹介。 シミュレーションの問題点は、シミュレーションで本質的に連続している物理法則が、時間の経過とともに状態が変化する離散的な3次元格子に重ね合わせられることです。



ビネットと同僚は、格子の制限が私たちの宇宙の物理的プロセスに何らかの制限をもたらすかどうかという問題を提起しました。 特に、彼らはエネルギーが蓄積する間に空間の小さな部分に影響を与える高エネルギーのプロセスをテストしました。







彼らの発見は興味深い。彼らは、格子が粒子の可能なエネルギーに制限を課していると言っている。 これは、グリッドステップに他ならないという事実から得られます。



したがって、宇宙がシミュレーションである場合、高エネルギー粒子のスペクトルにカットオフが存在する必要があります。



実際、宇宙粒子のエネルギーにはまさにそのようなカットオフがあります。それは、グレイゼン-ザツェピン-クズミン制限（GZK）です。



このカットオフはよく研究されており、粒子と宇宙マイクロ放射との相互作用に由来し、そこから粒子は長距離にわたってエネルギーを失います。



ただし、Binetアソシエイツは、グリルがスペクトルに追加の機能を追加すると計算しました。 「最も顕著な特徴は、最高エネルギー成分の角度分布が立方対称性を示し、等方性から大きく逸脱することです。」



言い換えれば、宇宙線は主にその格子に沿って飛ぶので、すべての方向に均等にそれらを観測するべきではありません。



クールで驚くべきものです。 ただし、Binet＆coの計算には欠陥がないわけではありません。たとえば、ラティスは、Binetが示唆したものではなく、他の原則に従って完全に構築できます。



この効果は、カットオフがGZKに類似している場合にのみ測定することもできます。 これは、10 ^ -12フェムトメーターのグリッドステップで行われます。 ステップがこれよりはるかに小さい場合、何も表示されません。