https://phys.org/news/2025-04-universe-ultimate.html

https://pubs.aip.org/aip/adv/article/15/4/045035/3345217/Is-gravity-evidence-of-a-computational-universe

AIP Advances에 게재되고 저널의 "Editor's Picks"에 포함된 기사에서 포츠머스 대학의 물리학자인 Melvin Vopson 박사는 중력 또는 중력이 우주 내 계산 과정의 결과임을 나타내는 연구 결과를 제시합니다.

그는 중력이 실제로 우주에서 물질에 대한 정보가 어떻게 조직되어 있는지에 의해 발생 할 수 있다고 제안합니다. 그는 정보 역학의 제2법칙을 사용하여 우주가 정보를 깔끔하고 압축된 상태로 유지하려고 하기 때문에 우주의 물질과 물체가 함께 당겨지고 있을 수 있음을 나타냅니다.

 

요약

이 연구는 중력이 단순한 만유인력이 아니라 우주가 정보 최적화를 위해 작동하는 거대한 컴퓨터 시스템일 수 있다는 새로운 관점을 제시합니다. 연구진은 우주를 이진 정보(0과 1)로 구성된 공간 픽셀(cell)들의 집합으로 보고, 중력이 정보 압축을 위한 최적화 메커니즘임을 수학적으로 설명했습니다. 이러한 해석은 블랙홀 열역학, 암흑물질·암흑에너지 문제, 양자정보 이론 등 물리학 전반에 걸쳐 새로운 연구 방향을 제시합니다.

 

연구 배경

 

우주가 시뮬레이션되었다는 ‘시뮬레이티드 유니버스’ 가설은 최근 정보물리학 분야에서 활발히 논의되고 있다.

이 가설에 따르면, 물리적 실재는 구조화된 정보(Information)로 이루어져 있으며, 이 정보가 우주의 기본 구성 요소라는 관점이 중요하다.

연구 책임자인 Melvin Vopson 박사는 이전 연구에서 정보가 질량을 가지며, 모든 기본 입자가 스스로의 정보를 저장한다는 사실을 제안했다.

 

연구 내용 및 방법

 

이 논문에서는 ‘제2 정보역학 법칙(Second Law of Information Dynamics)’을 적용하여 우주 공간을 픽셀 단위의 셀(cell)로 모델링한다.

각 셀은 비어 있으면 0, 물질이 존재하면 1로 이진 정보를 저장하며, 이들 셀 간의 정보 배치가 우주의 물리적 현상을 결정한다고 가정한다.

특히, 셀 하나에 여러 입자가 존재할 경우 셀을 통합하여 정보를 압축하는 방향으로 시스템이 자가 진화한다고 설명한다.

 

중력에 대한 새로운 해석

 

입자들이 같은 셀 안으로 모일 때 발생하는 정보 압축 과정이 ‘끌어당기는 힘’, 곧 중력으로 인식된다는 것이다.

이는 디지털 컴퓨터가 메모리와 연산량을 최소화하기 위해 데이터를 병합하는 최적화 과정과 유사하다.

결국 중력은 우주의 정보 엔트로피(entropy)를 감소시키고 계산 복잡도를 낮추기 위한 최적화 메커니즘으로 본다.

 

주요 결과 및 시사점

 

이러한 관점은 중력의 근본 원인을 정보 압축의 필요성으로 재해석하며, 전통적인 중력 이론과 차별화된 개념적·방법론적 틀을 제공한다.

블랙홀 열역학에서 정보가 흡수되고 방출되는 과정을 설명하는 데에도 새로운 단서를 줄 수 있다.

또한 암흑물질·암흑에너지의 상호작용을 정보 이론적 관점에서 재검토하는 연구로 확장될 여지가 있다.

양자정보 이론과 중력 이론의 통합 가능성을 모색하는 데에도 기여할 수 있다.

 

결론 및 향후 연구

 

우주가 거대한 계산 구조라는 가설은 여전히 가설 단계에 머물러 있으며, 실험적·관측적 검증이 필요하다.

향후 연구에서는 정보 압축 모델을 토대로 한 수치 시뮬레이션과 우주 관측 데이터 비교를 통해 이론의 타당성을 평가할 계획이다.

 

> 참고 논문:

Melvin Vopson, Is gravity evidence of a computational universe?, AIP Advances 15(4), 045035 (2025). DOI:10.1063/5.0264945.