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Vivons-nous dans une simulation informatique créée par nos descendants ?

Publié par wikistrike.com sur 12 Décembre 2012, 12:58pm

Catégories : #Science - technologie - web - recherche

Vivons-nous dans une simulation informatique créée par nos descendants ?

 

matrix-screensaver_0.jpgAussi loufoque que cela puisse paraître, des physiciens américains et allemands ont proposé une méthodologie capable de tester si la réalité dans laquelle nous vivons est une simulation informatique créée par nos descendants.

Vivons-nous dans une simulation informatique créée par nos descendants ? Si cette idée, lancée il y a une dizaine d'années par Nick Bostrom, professeur. de philosophie à l'Université d'Oxford (lire son article "Are you living in a computer simulation?" publié en 2003 dans la revue Philosophical Quarterly), est assurément stimulante pour l'esprit ainsi qu'en atteste le succès de Matrix, sa probabilité apparaît toutefois légitimement à la plupart d'entre nous comme très faible. Pourtant, force est de constater... que nous ne disposons d'aucune preuve pour affirmer que nous ne vivons pas dans un univers virtuel créé par les générations futures.

Fort de ce constat, le physicien Martin Savage et ses collègues de l'Université de Washington (Etats-Unis) et de l'Université de Bonn (Allemagne) ont travaillé à l'élaboration d'une méthodologie qui permettrait de dire si notre réalité est une simulation informatique. Ces travaux, intitulés "Constraints on the Universe as a Numerical Simulation", ont été publiés sur le serveur de prépublication ArXiv, un service qui permet aux physiciens de soumettre leurs travaux à l'examen critique de leurs pairs, avant de les proposer pour publication à une revue scientifique.

Quelle est la méthodologie imaginée par les chercheurs de l'Université de Washington pour détecter si notre réalité est une simulation informatique ? Cette méthodologie repose sur l'idée que, si d'aventure notre monde est une simulation informatique, alors il devrait être possible d'y déceler l'existence de caractéristiques physiques propres à cette simulation informatique. En d'autres termes, si nous vivons dans une simulation calculée par une instance informatique surpuissante, alors il doit être possible de découvrir la "signature" de cette simulation informatique.

Quelles pourraient être les manifestations physiques signant de façon certaine que notre univers est régi par une simulation informatique ? Posée comme cela, c'est une question à laquelle il est bien difficile de répondre, même pour le meilleur des physiciens. Idéalement, il faudrait d'abord pouvoir simuler nous-mêmes des sous-ensembles de notre réalité, comme par exemple le fonctionnement d'une cellule, d'un organe ou d'un être vivant, pour ensuite observer les conséquences de cette simulation sur les lois physiques en vigueur dans le mini-univers ainsi simulé (conséquences sur la trajectoires des particules, sur la gravité, etc). Une fois ces conséquences sur les lois physiques identifiées, il s'agirait alors de vérifier si, de la même manière, les lois physiques qui régissent notre univers présentent les mêmes particularités. Si tel est le cas, alors cela serait la signature que nous vivons dans une simulation informatique.

Problème : une telle prouesse nécessiterait une puissance de calcul dont nous ne disposons pas. Certes, à l'heure actuelle, les physiciens simulent déjà informatiquement des sous-ensembles de notre univers. Mais à cause de la puissance limitée de leurs supercalculateurs, ces sous-ensembles ne correspondent qu'à une infime partie de l'univers, à l'échelle d'un 100 millième de milliardième de mètre, soit une taille à peine plus grande que le noyau d'un atome.

Une influence sur les rayons cosmiques


Toutefois, si les simulations informatiques actuellement réalisées par les physiciens ne peuvent porter que sur une partie infime de l'univers (à l'échelle de l'atome, donc), cette limitation n'est finalement pas vraiment gênante, selon Martin Savage et ses collègues. En effet, il s'avère que ces simulations actuellement réalisées par les physiciens sur ces infimes parties de l'univers présentent une marque de fabrique commune, dont les auteurs de l'étude supposent qu'elle devrait logiquement se retrouver aussi dans les simulations qui seront faites par nos lointains descendants. Or, il se trouve que l'existence de cette marque de fabrique dans un univers simulé informatiquement aurait une influence mesurable sur le comportement des rayons cosmiques, ces flux de protons et d'électrons qui parcourent en permanence l'Univers dans toutes les directions. Par conséquent, détecter cette caractéristique dans le comportement des rayons cosmiques qui parcourent notre propre univers nous permettrait donc de détecter si ce dernier est le fruit d'une simulation informatique.

Quelle est cette marque de fabrique propre aux simulations informatiques actuellement réalisées par les physiciens sur des infimes parties de l'univers, et dont Martin Savage et ses collègues font l'hypothèse qu'elle sera également présente dans les simulations qui seront effectuées par nos descendants ? Pour comprendre, il faut d'abord s'intéresser d'un peu plus près aux simulations actuellement réalisées par les physiciens sur ces infimes parties de l'univers. Dans ces univers modélisés informatiquement, si petits qu'ils se mesurent à l'échelle du femtomètre (un femtomètre, ou fermi, est égal à 10-15 mètres), les physiciens essaient notamment de modéliser informatiquement la ChromoDynamique Quantique (QCD). La ChromoDynamique Quantique est la théorie physique qui décrit le fonctionnement de l'une des 4 forces fondamentales à l'oeuvre dans l'Univers : l'interaction forte (l'interaction forte est notamment la force qui assure la cohésion entre les nucléons situés dans le noyau des atomes).

Or, modéliser l'interaction forte décrite par la ChromoDynamique Quantique n'est pas chose aisée, car elle implique des interactions très complexes entre les différentes particules en jeu (entre les quarks et les antiquarks notamment). Une complexité encore accrue par le fait que le comportement de ces particules doit non seulement être décrit en fonction de l'espace... mais aussi du temps. En d'autres termes, chaque évènement doit pouvoir être décrit en fonction tout à la fois du lieu et du moment où il se déroule.

Un réseau de points en 4 dimensions


Face à tant de complexité, les physiciens se simplifient la tâche en décomposant les phénomènes d'interaction forte qu'ils souhaitent simuler informatiquement, et ce à l'aide d'une sorte de maillage en 4 dimensions (3 dimensions pour l'espace, une pour le temps). Appelé QCD sur réseau (pour ChromoDynamique Quantique), ce maillage de points en 4 dimensions, semblable à un réseau cristallin, permet de simplifier les phénomènes relatifs à la force d'interaction forte que l'on souhaite simuler informatiquement, en "découpant" ce minuscule univers en plusieurs petits morceaux. Des petits morceaux qui sont ensuite beaucoup plus faciles à calculer séparément que s'il fallait calculer "d'un seul coup" l'intégralité de l'univers. Or, le recours à cette QCD sur réseau n'est autre que la marque de fabrique dont les auteurs de l'étude supposent qu'elle se retrouvera également dans les modélisations informatiques de l'Univers ou de ses sous-ensembles qui seront effectuées par les générations ultérieures de physiciens...

Quelles seraient les conséquences de l'existence, dans notre univers, d'une QCD sur réseau sur le comportement des rayons cosmiques ? Selon les auteurs de l'étude, alors que le rayonnement cosmique est dans la plupart des cas dit "isotrope", c'est-à-dire qu'il est le même dans toutes les directions, l'existence d'une QCD sur réseau aurait pour effet de rompre cette isotropie : pour les rayons cosmiques à très haute énergie, cette isotropie serait brisée, conduisant notamment les rayons cosmiques à ne pas se comporter de la même manière dans toutes les directions, contrairement à ce qu'ils sont supposés faire.

Par conséquent, parvenir à mesurer dans notre univers de tels comportements anormaux chez les rayons cosmiques à très haute énergie permettrait de détecter la présence d'une QCD sur réseau sous-jacente à notre univers. Et donc, de démontrer que nous vivons dans une simulation informatique...

 

Source: Le journal de la science

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