Auteur : Melvin M. Vopson, Professeur associé de physique, Université de Portsmouth
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Article
Nous avons longtemps tenu pour acquis que la gravité était l’une des forces fondamentales de la nature – un des fils invisibles qui maintient l’univers soudé.
Mais supposons que cela ne soit pas vrai.
Supposons que la loi de la gravité ne soit qu’un écho de quelque chose de plus fondamental : un sous-produit de l’univers fonctionnant selon un code semblable à celui d’un ordinateur.
C’est l’hypothèse de ma dernière recherche, publiée dans la revue AIP Advances.
Elle suggère que la gravité n’est pas une force mystérieuse attirant les objets les uns vers les autres, mais le produit d’une loi informationnelle de la nature que j’appelle la deuxième loi de l’infodynamique.
Cela ressemble à de la science-fiction – mais c’est fondé sur la physique et sur des indices indiquant que l’univers semble fonctionner de manière étrangement similaire à une simulation informatique.
Dans les technologies numériques, jusqu’aux applications de votre téléphone et à l’univers du cyberespace, l’efficacité est la clé.
Les ordinateurs compressent et restructurent leurs données en permanence pour économiser de la mémoire et de la puissance de calcul. Peut-être que la même chose se produit à l’échelle de l’univers entier ?
La théorie de l’information, qui est l’étude mathématique de la quantification, du stockage et de la communication de l’information, peut nous aider à comprendre ce qui se passe.
Initialement développée par le mathématicien Claude Shannon, cette théorie est de plus en plus utilisée en physique, dans un nombre croissant de domaines de recherche.
Dans un article de 2023, j’ai utilisé la théorie de l’information pour proposer ma deuxième loi de l’infodynamique.
Cette loi stipule que l’entropie informationnelle – c’est-à-dire le niveau de désorganisation de l’information – doit diminuer ou rester constante dans tout système d’information fermé.
C’est l’opposé de la célèbre deuxième loi de la thermodynamique, qui affirme que l’entropie physique, ou désordre, augmente toujours.
Prenons un exemple : une tasse de café en train de refroidir.
L’énergie s’écoule du chaud vers le froid, jusqu’à ce que la température du café soit la même que celle de la pièce. C’est ce qu’on appelle l’équilibre thermique, où l’énergie est minimale.
L’entropie du système est alors maximale – toutes les molécules sont réparties de manière uniforme et ont la même énergie.
Cela signifie que la répartition des énergies par molécule est réduite.
Mais si l’on considère l’information contenue dans chaque molécule selon son énergie, alors au début (dans une tasse chaude), l’entropie informationnelle est maximale.
À l’équilibre, elle est minimale, car presque toutes les molécules sont au même niveau d’énergie, devenant des caractères identiques dans un message informationnel.
Autrement dit, la diversité des énergies possibles est réduite à l’équilibre thermique. (Note de Toledo : D’où l’effet de simplification, ou de compression des informations lié à l’énergie)
Mais si l’on considère la position des particules au lieu de leur énergie, alors lorsque celles-ci sont réparties aléatoirement dans l’espace, il y a beaucoup de désordre informationnel – il faut beaucoup d’information pour suivre leur position.
Mais lorsqu’elles se regroupent sous l’attraction gravitationnelle, comme le font les planètes, étoiles et galaxies, l’information devient plus compacte et plus gérable. (Note de Toledo : D’où l’effet de simplification, ou de compression des informations lié à la position spatio-temporelle)
Dans les simulations, c’est exactement ce qui se produit lorsqu’un système essaie de fonctionner plus efficacement.
Ainsi, la matière qui se déplace sous l’influence de la gravité ne serait pas le résultat d’une force à proprement parler, mais peut-être d’un processus par lequel l’univers compacte les informations dont il dispose.
Dans ce cadre, l’espace n’est pas continu et lisse. Il est composé de minuscules « cellules » d’information, comparables à des pixels dans une photo ou à des cases sur l’écran d’un jeu vidéo.
Dans chaque cellule se trouve une information de base sur l’univers – par exemple, la position d’une particule – et toutes ces cellules forment ensemble la trame de l’univers.
Si vous placez des objets dans cet espace, le système devient plus complexe.
Mais quand tous ces objets se rassemblent pour ne former qu’un seul, l’information se simplifie à nouveau.
L’univers, vu sous cet angle, cherche naturellement à atteindre des états d’entropie informationnelle minimale.
Et ce qui est fascinant, c’est que si l’on fait les calculs, la « force informationnelle entropique » créée par cette tendance à la simplicité est exactement équivalente à la loi de la gravitation de Newton, comme le montre mon article.
Cette théorie s’appuie sur des recherches antérieures sur la gravité entropique, mais elle va plus loin.
En reliant la dynamique de l’information à la gravité, on arrive à une conclusion intrigante : l’univers pourrait fonctionner comme un logiciel cosmique.
Dans un univers artificiel, on s’attendrait à des règles d’efficacité maximale, à des symétries, à de la compression.
Et les lois – comme la gravité – pourraient émerger de ces règles computationnelles.
Nous n’avons peut-être pas encore de preuve définitive que nous vivons dans une simulation.
Mais plus nous creusons, plus notre univers semble se comporter comme un processus informatique.
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