[지식보관소] 정보역학 제2법칙이 존재하는 이유는 이 세상이 시뮬레이션이기 때문이라는 새로운 연구

 

 

얼마 전 최근 연구에서 정보역학 제2법칙의 특성이

시뮬레이션 된 우주 이론을 뒷받침하는 증거라는 내용을 제안을 했고

이 내용은 AIP Advances 저널에 게시가 되었습니다.

 

 

시뮬레이션 우주론에 따르면

모든 은하계, 행성, 생명체를 포함한 우리 우주가

모두 다 정상적으로 돌아가게끔 프로그래밍된

시뮬레이션이라는 가정을 하고 있습니다.

 

이러한 주장이 나오는 이유는

우주를 구성하는 모든 힘의 상관관계가

아주 조금만 어긋나도

별이나 행성, 아니 물질조차도 존재할 수 없다는 이유들

그리고 빛의 속도, 질량, 에너지 밀도 등 모든 정보값이

유한한 리소스를 가진다는

과학적 이유들 등등 매우매우 다양합니다.

 

이 내용은 하나의 영상에 담기엔 매우 방대한 양이어서

지금까지 제 채널에 올라온 시뮬레이션 우주론 관련 영상만

10편이 넘는데요.

 

이러한 이유들로 시뮬레이션 우주론에 대한 아이디어는

많이 왜곡이 되어서

영화 <매트릭스>나 <13층> 같은 다양한 대중문화의 소재로 사용이 됩니다.

 

그럼에도 불구하고 검증이 불가능하다는 이유 때문에

과학적인 입증은 불가능하다고 여겨지고 있습니다.

 

일부 과학자들은 우리 현실이 시뮬레이션이라면

우주 구조 내에 결함이나 패턴이 있을 수도 있다고 제안하고 있지만

아직까지는 이게 발견된 적이 없죠.

 

얼마 전 최근 연구에서

정보역학 제2법칙의 특성이

시뮬레이션 된 우주 이론을 뒷받침하는 증거라는 내용을 제안을 했고

이 내용은 AIP Advances 저널에 게시가 되었습니다.

 

열역학 제2법칙인 엔트로피 증가법칙은

모두가 알고 있을 텐데요.

 

간단하게 설명하면

우주에 존재하는 입자들은

시간이 지날수록 무질서도가 증가한다는 법칙입니다.

 

예를 들어서

라떼를 만들 때

커피에 우유를 섞기 전까지는

우유와 커피는 분리되어 있고

이때 무질서도는 굉장히 낮다고 볼 수가 있습니다.

하지만 우유를 넣는 순간에

우유와 커피는 자연스럽게 섞이고

우유를 이루는 분자들과 커피를 이루는 분자들의 무질서도는

점점 커지는 방향으로만 증가합니다.

 

하지만 반대로 라데를 어떠한 환경에 냅둔다고 해도

자연스럽게 우유와 커피로 다시 분리되지는 않으며

그 이유가 바로 열역학 제2법칙 때문인 것이죠.

 

사실 이 열역학 제2법칙을 우주 전체에 적용을 해보면

매우 정확한 우주의 미래를 알 수가 있는데

결국 우주는 무한대의 시간이 지나면

100% 완벽하게 아무런 변화나 온도차도 존재하지 않는

열평형 상태를 이루게 된다는 것입니다.

 

하지만 재미있게도 최근에 새롭게 나온 정보역학 제2법칙은

이런 우주에 있는 입자들의 정보량은

점점 더 감소를 한다는 것인데요.

 

예를 들어서

현재의 우주처럼 엔트로피가 낮은 상태에서는

이 우주의 모든 정보를 저장하려면

엄청난 양의 데이터가 필요하지만

무한하게 지나서 아무런 변화도 없고

완벽하게 열평형을 이루게 된다면

우주의 정보량은 제로가 됩니다.

 

왜냐하면 이렇게 복잡한 사진을 디지털로 저장한다면

각 픽셀 픽셀마다 데이터량이 필요하지만

이렇게 한 가지 색으로 모든 픽셀이 채워진 이미지는

어떤 색인지에 대한 정보만 있으면

충분히 저장할 수가 있기 때문이죠.

 

엔트로피 법칙에 따라서 무한에 가까운 시간이 지난 우주는

별도, 물질 간의 온도차도, 변화량도

존재하지 않는 상태가 될 것이기 때문입니다.

 

이번 연구 논문의 저자는

이런 정보역학 제2법칙이 놀랍게도 우주뿐만이 아니라

생명체의 DNA와 진화에도 똑같이 작용하고 있다는 것을 발견했는데요.

 

저자의 주장에 따르면

놀랍게도 생물학적 생명의 진화가

유전적 돌연변이에 의한 무작위적인 사건이 아니라

정보역학 제2법칙에 따라서

정보 엔트로피를 최소화하려는 방식으로 진행이 되면서 나타나는

자연적인 결과라는 것이죠.

 

애초에 생명이 존재하고

매 세대 유전자의 돌연변이가 누적이 되면

결국에 열역학 제2법칙과 정보역학 제2법칙을 따르게 된다는 것입니다.

 

추가적으로 물리학에서 가장 중요한 특징 중에 하나는

우주가 엄청나게 대칭적이라는 것인데

이것 또한 우주의 모든 사건이나 과정,

이것과 관련된 정보의 내용들을

최대한 효과적으로 데이터를 압축하기 위해 일어난 현상으로 해석했습니다.

 

이 우주는

항상 최적화를 위한 방향으로 진행이 되고

그렇게 되면 필연적으로 현대 물리학에서 관찰되는

대칭성 및 초대칭성이 나타나게 된다는 것입니다.

 

매우 복잡한 우주가 시뮬레이션이라면

계산 능력과 시뮬레이션을 실행하는 데 필요한 데이터 저장 요구 사항을 줄이기 위해서

내장된 데이터 최적화 및 압축이 필요할 것이라는 관점으로 해석을 한 것이죠.

 

물론 이 논문에서 다룬 모든 가설은

정보역학 제2법칙이

열역학 제1, 2 법칙처럼

한치의 예외도 없는 우주의 기본 법칙이라는 가설하에 성립하는 이야기지만

정보역학 제2법칙은 매우 최근에 정립되었기 때문에

이런 이유로 우주가 시뮬레이션이라고 주장하긴 힘들죠.

 

하지만 만약에 이 법칙이 사실이라면

우리 우주가 거대한 컴퓨터처럼 동작하는

시뮬레이션일 수 있는 가능성이 높다라고 얘기할 수도 있겠네요.

그럼 이만.