물리학자들은 우주가 결국 시뮬레이션이 아니라는 것을 증명했습니다.

물리학자들은 우주의 법칙이 계산으로는 완전히 설명될 수 없다는 것을 증명했습니다. 현실 자체는 어떤 시뮬레이션으로도 재현할 수 없는, 더 깊고 비알고리즘적인 이해에 의존합니다. 출처: Shutterstock

우리 우주가 정교한 컴퓨터 시뮬레이션에 불과할지도 모른다는 생각은 수십 년 동안 공상과학 소설에서 인기 있는 주제였습니다. 그러나 UBC 오카나간 대학교의 새로운 연구에 따르면, 이 개념은 실현 불가능할 뿐만 아니라 수학적으로도 불가능하다고 합니다.

UBC 오카나간 대학교 어빙 K. 바버 과학부의 겸임교수인 미르 파이잘 박사와 그의 공동 연구자인 로렌스 M. 크라우스 박사, 아르시드 샤비르 박사, 프란체스코 마리노 박사는 현실의 근본적인 구조가 컴퓨터로는 결코 복제할 수 없는 방식으로 작동한다는 것을 보여주었습니다.

Journal of Holography Applications in Physics 에 게재된 그들의 연구는 단순히 영화 매트릭스 와 같은 시뮬레이션된 우주의 개념을 반박하는 데 그치지 않습니다 . 더 나아가, 우주 자체가 어떤 알고리즘으로도 파악할 수 없는 일종의 이해 위에 구축되어 있음을 보여줍니다.

시뮬레이션 가설과 수학적 만남

"우주가 시뮬레이션될 수 있다는 주장이 제기되어 왔습니다. 만약 그러한 시뮬레이션이 가능하다면, 시뮬레이션된 우주 자체가 생명체를 탄생시킬 수 있고, 생명체는 다시 자체 시뮬레이션을 만들어낼 수도 있습니다. 이러한 재귀적 가능성 때문에 우리 우주가 원래의 우주일 가능성은 매우 낮고, 다른 시뮬레이션 안에 중첩된 시뮬레이션일 가능성은 매우 낮습니다."라고 파이잘 박사는 말합니다. "이러한 아이디어는 한때 과학적 탐구의 범위를 벗어난 것으로 여겨졌습니다. 그러나 최근 연구를 통해 실제로 과학적으로 해결될 수 있음이 입증되었습니다."

팀의 연구 결과는 현실의 진정한 의미에 대한 진화하는 이해에 기반을 두고 있습니다. 물리학은 고체 물체가 공간을 통해 움직인다는 아이작 뉴턴의 관점을 훨씬 뛰어넘었습니다. 아인슈타인의 상대성 이론이 그 고전적 모델을 대체했고, 양자역학은 그것을 다시 한번 변형시켰습니다. 이제 이론 물리학의 최전선에서 양자 중력은 공간과 시간조차 근본적인 요소가 아니라고 주장합니다. 오히려 그것들은 더 깊은 무언가, 즉 순수한 정보에서 비롯됩니다.

현실 아래의 숨겨진 영역

물리학자들은 이 정보층을 "플라톤적 영역"이라고 묘사하는데, 이는 우리가 인지하는 물리적 세계보다 더 현실적인 수학적 토대입니다. 새로운 연구에 따르면, 바로 이 영역에서 공간과 시간 자체가 생겨납니다.

그러나 과학자들은 이러한 정보 기반 구조조차도 계산만으로는 현실을 완전히 설명할 수 없다는 것을 증명했습니다. 괴델의 불완전성 정리를 포함한 고급 수학적 원리를 적용하여, 그들은 모든 일관되고 완전한 존재 모델은 그들이 "비알고리즘적 이해"라고 부르는 것을 필요로 한다는 것을 증명했습니다.

이 개념을 이해하려면 컴퓨터가 어떻게 작동하는지 상상해 보세요. 컴퓨터는 정의된 명령어 집합을 단계별로 따릅니다. 하지만 어떤 논리 연산 순서로도 도달할 수 없는 진실이 존재합니다. 이를 "괴델의 진실"이라고 하며, 실재하지만 계산을 통해 증명할 수 없습니다.

계산이 실패하는 곳

"이 참인 명제는 증명할 수 없다"라는 명제를 생각해 보자. 만약 증명할 수 있다면, 이 명제는 거짓이 되어 논리에 모순될 것이다. 증명할 수 없다면, 이 명제는 참이 되며, 이는 이 명제를 증명하려는 모든 논리 체계가 불완전함을 의미한다. 어느 경우든, 계산만으로는 부족하다.

파이잘 박사는 "양자 중력의 계산 이론을 사용하여 물리적 현실의 모든 측면을 설명하는 것은 불가능하다는 것을 증명했습니다."라고 말했습니다. "따라서 모든 것에 대한 물리적으로 완전하고 일관된 이론은 계산만으로는 도출될 수 없습니다. 오히려 비알고리즘적 이해가 필요한데, 이는 양자 중력의 계산 법칙보다 더 근본적이며, 따라서 시공간 그 자체보다 더 근본적입니다."

우주를 시뮬레이션할 수 없는 이유

플라톤 세계의 기본 규칙이 컴퓨터 시뮬레이션을 지배하는 규칙과 유사하다면, 그 세계 자체를 시뮬레이션할 수 있을까요? 연구진에 따르면 답은 '아니요'입니다.

"불완전성과 정의 불가능성과 관련된 수학적 정리를 바탕으로, 우리는 현실에 대한 완전하고 일관적이며 완전한 설명이 계산만으로는 달성될 수 없음을 보여줍니다."라고 파이잘 박사는 설명합니다. "이를 위해서는 알고리즘에 얽매이지 않은 이해가 필요한데, 이는 정의상 알고리즘 계산의 범위를 넘어서므로 시뮬레이션이 불가능합니다. 따라서 이 우주는 시뮬레이션이 될 수 없습니다."

공동 저자인 로렌스 M. 크라우스 박사는 이 발견의 함의가 물리학의 기초에 깊이까지 확장된다고 지적합니다. "물리학의 기본 법칙은 공간과 시간 안에 담을 수 없습니다. 왜냐하면 그것들이 공간과 시간을 생성하기 때문입니다. 그러나 오랫동안 만물에 대한 진정한 기본 이론이 이러한 법칙에 기반한 계산을 통해 모든 물리 현상을 설명할 수 있을 것이라는 기대가 있었습니다. 그러나 우리는 이것이 불가능하다는 것을 증명했습니다. 현실에 대한 완전하고 일관된 설명은 더 깊은 것, 즉 비알고리즘적 이해라고 알려진 형태의 이해를 필요로 합니다."

알고리즘을 넘어선 현실

파이잘 박사가 요약했듯이, "모든 시뮬레이션은 본질적으로 알고리즘적입니다. 즉, 프로그래밍된 규칙을 따라야 합니다. 하지만 현실의 근본적인 수준은 비알고리즘적 이해에 기반하기 때문에, 우주는 시뮬레이션일 수 없으며, 앞으로도 그럴 수 없습니다."

수년 동안 시뮬레이션 가설은 검증 불가능한 것으로 여겨져 철학과 추측 소설의 영역에 국한되어 왔습니다. 그러나 이 새로운 연구는 시뮬레이션 가설을 수학적, 물리적 이론에 확고히 뿌리내리게 함으로써, 과학의 가장 흥미로운 질문 중 하나에 대한 최종적이고 확실한 답을 제시합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251110021052.htm