Μεγάλη κοσμική έκρηξη. Προέλευση και εξέλιξη του Σύμπαντος: Θεωρία του Big Bang

Η απάντηση στην ερώτηση "Τι είναι το Big Bang;" μπορεί να ληφθεί κατά τη διάρκεια μιας μακράς συζήτησης, καθώς χρειάζεται πολύς χρόνος. Θα προσπαθήσω να εξηγήσω αυτή τη θεωρία εν συντομία και επί της ουσίας. Έτσι, η θεωρία του Big Bang υποστηρίζει ότι το Σύμπαν μας δημιουργήθηκε ξαφνικά πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια (όλα προήλθαν από το τίποτα). Και αυτό που συνέβη τότε εξακολουθεί να επηρεάζει το πώς και με ποιους τρόπους όλα στο Σύμπαν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ας εξετάσουμε τα βασικά σημεία της θεωρίας.

Τι συνέβη πριν το Big Bang;

Η θεωρία του Big Bang περιλαμβάνει μια πολύ ενδιαφέρουσα έννοια - τη μοναδικότητα. Στοιχηματίζω ότι αυτό σας κάνει να αναρωτιέστε: τι είναι η μοναδικότητα; Αστρονόμοι, φυσικοί και άλλοι επιστήμονες θέτουν επίσης αυτό το ερώτημα. Οι ιδιομορφίες πιστεύεται ότι υπάρχουν στους πυρήνες των μαύρων τρυπών. Μια μαύρη τρύπα είναι μια περιοχή έντονης βαρυτικής πίεσης. Αυτή η πίεση, σύμφωνα με τη θεωρία, είναι τόσο έντονη που η ουσία συμπιέζεται μέχρι να αποκτήσει άπειρη πυκνότητα. Αυτή η άπειρη πυκνότητα ονομάζεται μοναδικότητα. Το Σύμπαν μας υποτίθεται ότι ξεκίνησε ως μια από αυτές τις απείρως μικρές, απείρως καυτές, απείρως πυκνές ιδιομορφίες. Ωστόσο, δεν έχουμε φτάσει ακόμη στην ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη. Η Μεγάλη Έκρηξη είναι η στιγμή κατά την οποία αυτή η μοναδικότητα ξαφνικά «έσκασε» και άρχισε να διαστέλλεται και δημιούργησε το Σύμπαν μας.

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης φαίνεται να υπονοεί ότι ο χρόνος και ο χώρος υπήρχαν πριν δημιουργηθεί το σύμπαν μας. Ωστόσο, ο Stephen Hawking, ο George Ellis και ο Roger Penrose (και άλλοι) ανέπτυξαν μια θεωρία στα τέλη της δεκαετίας του 1960 που προσπάθησε να εξηγήσει ότι ο χρόνος και ο χώρος δεν υπήρχαν πριν από την επέκταση της μοναδικότητας. Με άλλα λόγια, ούτε χρόνος ούτε χώρος υπήρχαν μέχρι να υπάρξει το σύμπαν.

Τι συνέβη μετά το Big Bang;

Η στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης είναι η στιγμή της αρχής του χρόνου. Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά πολύ πριν από το πρώτο δευτερόλεπτο (10 -43 δευτερόλεπτα), το διάστημα βιώνει εξαιρετικά γρήγορη πληθωριστική επέκταση, που διαστέλλεται 1050 φορές σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.

Στη συνέχεια, η επέκταση επιβραδύνεται, αλλά το πρώτο δευτερόλεπτο δεν έχει φτάσει ακόμη (απομένουν μόνο 10 -32 δευτερόλεπτα). Αυτή τη στιγμή, το Σύμπαν είναι ένας «ζωμός» που βράζει (με θερμοκρασία 10 27 ° C) ηλεκτρονίων, κουάρκ και άλλων στοιχειωδών σωματιδίων.

Η ταχεία ψύξη του χώρου (έως 10 13 °C) επιτρέπει στα κουάρκ να συνδυάζονται σε πρωτόνια και νετρόνια. Ωστόσο, το πρώτο δευτερόλεπτο δεν έχει φτάσει ακόμα (απομένουν μόνο 10 -6 δευτερόλεπτα).

Στα 3 λεπτά, πολύ ζεστό για να συνδυαστούν σε άτομα, τα φορτισμένα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια εμποδίζουν την εκπομπή φωτός. Το σύμπαν είναι μια υπερ-καυτή ομίχλη (10 8 °C).

Μετά από 300.000 χρόνια, το Σύμπαν ψύχεται στους 10.000 °C, τα ηλεκτρόνια με πρωτόνια και νετρόνια σχηματίζουν άτομα, κυρίως υδρογόνο και ήλιο.

1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία του Σύμπαντος έφτασε τους -200 °C, το υδρογόνο και το ήλιο σχηματίζουν γιγάντια «σύννεφα» που αργότερα θα γίνουν γαλαξίες. Εμφανίζονται τα πρώτα αστέρια.

Μεγάλη έκρηξη

Μεγάλη έκρηξη. Αυτό είναι το όνομα της θεωρίας, ή μάλλον μιας από τις θεωρίες, της προέλευσης ή, αν θέλετε, της δημιουργίας του Σύμπαντος. Το όνομα είναι ίσως πολύ επιπόλαιο για ένα τόσο τρομακτικό και δέος εκδήλωση. Ιδιαίτερα τρομακτικό αν έχετε κάνει ποτέ στον εαυτό σας πολύ δύσκολες ερωτήσεις για το σύμπαν.

Για παράδειγμα, αν το Σύμπαν είναι ό,τι είναι, τότε πώς ξεκίνησε; Και τι έγινε πριν από αυτό; Αν ο χώρος δεν είναι άπειρος, τότε τι υπάρχει πέρα ​​από αυτόν; Και πού πρέπει πραγματικά να ταιριάζει αυτό το κάτι; Πώς μπορούμε να κατανοήσουμε τη λέξη «άπειρο»;

Αυτά τα πράγματα είναι δύσκολο να κατανοηθούν. Επιπλέον, όταν αρχίζεις να το σκέφτεσαι, νιώθεις μια απόκοσμη αίσθηση για κάτι μεγαλειώδες και τρομερό. Όμως τα ερωτήματα για το σύμπαν είναι ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα που έχει θέσει η ανθρωπότητα στον εαυτό της σε όλη την ιστορία της.

Ποια ήταν η αρχή της ύπαρξης του Σύμπαντος;

Οι περισσότεροι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι η ύπαρξη του Σύμπαντος ξεκίνησε με μια τεράστια μεγάλη έκρηξη ύλης που συνέβη πριν από περίπου 15 δισεκατομμύρια χρόνια. Για πολλά χρόνια, οι περισσότεροι επιστήμονες μοιράζονταν την υπόθεση ότι η αρχή του Σύμπαντος τέθηκε από μια μεγάλη έκρηξη, την οποία οι επιστήμονες ονόμασαν αστειευόμενα «Big Bang». Κατά τη γνώμη τους, όλη η ύλη και όλος ο χώρος, που τώρα αντιπροσωπεύεται από δισεκατομμύρια και εκατομμύρια γαλαξίες και αστέρια, πριν από 15 δισεκατομμύρια χρόνια χωρούσε σε ένα μικροσκοπικό χώρο όχι μεγαλύτερο από μερικές λέξεις σε αυτήν την πρόταση.

Σχετικά υλικά:

Οι μεγαλύτεροι πλανήτες στο Σύμπαν

Πώς σχηματίστηκε το Σύμπαν;

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι πριν από 15 δισεκατομμύρια χρόνια αυτός ο μικρός όγκος εξερράγη σε μικροσκοπικά σωματίδια μικρότερα από τα άτομα, προκαλώντας την ύπαρξη του Σύμπαντος. Αρχικά ήταν ένα νεφέλωμα μικρών σωματιδίων. Αργότερα, όταν αυτά τα σωματίδια ενώθηκαν, σχηματίστηκαν άτομα. Οι αστρικοί γαλαξίες σχηματίστηκαν από άτομα. Από εκείνη τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται, σαν ένα μπαλόνι που φουσκώνει.

Αμφιβολίες για τη Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης

Όμως τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες που μελετούν τη δομή του Σύμπαντος έχουν κάνει αρκετές απροσδόκητες ανακαλύψεις. Μερικοί από αυτούς αμφισβητούν τη θεωρία του Big Bang. Τι μπορείτε να κάνετε, ο κόσμος μας δεν αντιστοιχεί πάντα στις βολικές μας ιδέες για αυτόν.

Κατανομή της ύλης κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης

Ένα πρόβλημα είναι ο τρόπος με τον οποίο η ύλη κατανέμεται σε όλο το σύμπαν. Όταν ένα αντικείμενο εκρήγνυται, το περιεχόμενό του διασκορπίζεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Με άλλα λόγια, εάν η ύλη συμπιέστηκε αρχικά σε μικρό όγκο και στη συνέχεια εξερράγη, τότε η ύλη θα έπρεπε να είχε κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε όλο το χώρο του Σύμπαντος.

Η πραγματικότητα, ωστόσο, είναι πολύ διαφορετική από τις αναμενόμενες ιδέες. Ζούμε σε ένα πολύ ανομοιόμορφα γεμάτο Σύμπαν. Όταν κοιτάζετε στο διάστημα, μεμονωμένες συστάδες ύλης εμφανίζονται σε απόσταση μεταξύ τους. Τεράστιοι γαλαξίες είναι διάσπαρτοι εδώ κι εκεί σε όλο το διάστημα. Ανάμεσα στους γαλαξίες υπάρχουν τεράστιες περιοχές απλήρωτου κενού. Για περισσότερα υψηλό επίπεδοοι γαλαξίες ομαδοποιούνται σε σμήνη - σμήνη, και αυτά τα τελευταία - σε μέγα σμήνη. Όπως και να έχει, οι επιστήμονες δεν έχουν καταλήξει ακόμη σε συμφωνία σχετικά με το πώς και γιατί ακριβώς δημιουργήθηκαν τέτοιες δομές. Επιπλέον, ένα νέο, ακόμη πιο σοβαρό πρόβλημα έχει προκύψει πρόσφατα με όλα.

Η επιστήμη που μελετά το Σύμπαν ως ενιαίο σύνολο και τον Μεταγαλαξία ως μέρος του Σύμπαντος ονομάζεται κοσμολογία. Ο George Gamow, ένας Αμερικανός θεωρητικός φυσικός, προτείνει ότι το Σύμπαν μας, δηλ. Μεταγαλαξίας, γεννημένος σε θερμή κατάσταση με θερμοκρασία περίπου 10 32 Κ. Ο Gamow κάλεσε αυτό το μοντέλο "Big Bang Cosmology".

Από τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Ο πιο δύσκολος γρίφοςΗ σύγχρονη φυσική είναι το ερώτημα του τι προκαλεί την επιτάχυνση. Σύμφωνα με την υπόθεση εργασίας, το Σύμπαν περιέχει ένα αόρατο συστατικό που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια». Θεωρία μεγάλη έκρηξηδεν εξηγεί αν το Σύμπαν θα διαστέλλεται επ' αόριστον, και αν ναι, σε τι θα οδηγήσει αυτό - την εξαφάνισή του ή κάτι άλλο.

Αν και η Νευτώνεια μηχανική αντικαταστάθηκε από τη σχετικιστική φυσική,δεν μπορεί να χαρακτηριστεί λανθασμένη. Ωστόσο, η αντίληψη για τον κόσμο και τα μοντέλα για την περιγραφή του Σύμπαντος έχουν αλλάξει τελείως. Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης προέβλεψε μια σειρά από πράγματα που δεν ήταν γνωστά πριν. Έτσι, εάν μια άλλη θεωρία έρθει να την αντικαταστήσει, θα πρέπει να είναι παρόμοια και να διευρύνει την κατανόηση του κόσμου.

Θα επικεντρωθούμε στις πιο ενδιαφέρουσες θεωρίες που περιγράφουν εναλλακτικά μοντέλα της Μεγάλης Έκρηξης.

Το Σύμπαν είναι σαν ο αντικατοπτρισμός μιας μαύρης τρύπας

Το Σύμπαν προέκυψε λόγω της κατάρρευσης ενός αστεριού σε ένα τετραδιάστατο Σύμπαν, σύμφωνα με επιστήμονες από το Περιμετρικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους δημοσιεύθηκαν από το Scientific American. Ο Niayesh Afshordi, ο Robert Mann και ο Razi Pourhasan λένε ότι το τρισδιάστατο Σύμπαν μας έγινε ένα είδος «ολογραφικού αντικατοπτρισμού» όταν κατέρρευσε ένα τετραδιάστατο αστέρι. Σε αντίθεση με τη θεωρία του Big Bang, η οποία υποστηρίζει ότι το σύμπαν προέκυψε από έναν εξαιρετικά θερμό και πυκνό χωροχρόνο όπου δεν ισχύουν οι τυπικοί νόμοι της φυσικής, η νέα υπόθεση ενός τετραδιάστατου σύμπαντος εξηγεί τόσο την προέλευση όσο και την ταχεία διαστολή του.

Σύμφωνα με το σενάριο που διατύπωσαν ο Afshordi και οι συνεργάτες του, το τρισδιάστατο Σύμπαν μας είναι ένα είδος μεμβράνης που επιπλέει μέσα από ένα ακόμη μεγαλύτερο σύμπαν που υπάρχει ήδη σε τέσσερις διαστάσεις. Αν αυτός ο τετραδιάστατος χώρος είχε τα δικά του τετραδιάστατα αστέρια, θα εκρήγνυαν επίσης, όπως και τα τρισδιάστατα στο Σύμπαν μας. Το εσωτερικό στρώμα θα γινόταν μια μαύρη τρύπα και το εξωτερικό θα εκτοξευόταν στο διάστημα.

Στο Σύμπαν μας, οι μαύρες τρύπες περιβάλλονται από μια σφαίρα που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων. Και αν στον τρισδιάστατο χώρο αυτό το όριο είναι δισδιάστατο (σαν μεμβράνη), τότε σε ένα τετραδιάστατο σύμπαν ο ορίζοντας γεγονότων θα περιοριστεί σε μια σφαίρα που υπάρχει σε τρεις διαστάσεις. Οι προσομοιώσεις σε υπολογιστή της κατάρρευσης ενός τετραδιάστατου αστέρα έχουν δείξει ότι ο τρισδιάστατος ορίζοντας γεγονότων του θα επεκταθεί σταδιακά. Αυτό ακριβώς παρατηρούμε, αποκαλώντας την ανάπτυξη της τρισδιάστατης μεμβράνης διαστολή του Σύμπαντος, πιστεύουν οι αστροφυσικοί.

Μεγάλη κατάψυξη

Μια εναλλακτική στο Big Bang είναι το Big Freeze. Μια ομάδα φυσικών από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης, με επικεφαλής τον James Kvatch, παρουσίασε ένα μοντέλο γέννησης του Σύμπαντος, το οποίο θυμίζει περισσότερο τη σταδιακή διαδικασία παγώματος της άμορφης ενέργειας παρά την απελευθέρωση και διαστολή της σε τρεις κατευθύνσεις του διαστήματος.

Η άμορφη ενέργεια, σύμφωνα με τους επιστήμονες, όπως το νερό, ψύχεται μέχρι να κρυσταλλωθεί, δημιουργώντας τις συνήθεις τρεις χωρικές και μία χρονικές διαστάσεις.

Η θεωρία του Big Freeze αμφισβητεί τον επί του παρόντος αποδεκτό ισχυρισμό του Albert Einstein για τη συνέχεια και τη ρευστότητα του χώρου και του χρόνου. Είναι πιθανό ο χώρος να έχει στοιχεία - αδιαίρετα δομικά στοιχεία όπως μικροσκοπικά άτομα ή εικονοστοιχεία μέσα γραφικά υπολογιστή. Αυτά τα μπλοκ είναι τόσο μικρά που δεν μπορούν να παρατηρηθούν, ωστόσο, σύμφωνα με τη νέα θεωρία, είναι δυνατό να εντοπιστούν ελαττώματα που θα διαθλούν τη ροή άλλων σωματιδίων. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει τέτοια αποτελέσματα χρησιμοποιώντας μαθηματικά και τώρα θα προσπαθήσουν να τα εντοπίσουν πειραματικά.

Σύμπαν χωρίς αρχή και τέλος

Ο Ahmed Farag Ali του Πανεπιστημίου Benha στην Αίγυπτο και ο Saurya Das από το Πανεπιστήμιο του Lethbridge στον Καναδά έχουν προτείνει μια νέα λύση στο πρόβλημα της μοναδικότητας εγκαταλείποντας τη Μεγάλη Έκρηξη. Εισήγαγαν τις ιδέες του διάσημου φυσικού David Bohm στην εξίσωση Friedmann που περιγράφει τη διαστολή του Σύμπαντος και τη Μεγάλη Έκρηξη. «Είναι εκπληκτικό που μικρές προσαρμογές μπορούν ενδεχομένως να λύσουν τόσα πολλά προβλήματα», λέει ο Das.

Το μοντέλο που προκύπτει συνδυάζεται γενική θεωρίασχετικότητα και κβαντική θεωρία. Όχι μόνο αρνείται τη μοναδικότητα που προηγήθηκε της Μεγάλης Έκρηξης, αλλά επίσης δεν παραδέχεται ότι το Σύμπαν τελικά θα καταρρεύσει και πάλι στην αρχική του κατάσταση. Σύμφωνα με τα δεδομένα που ελήφθησαν, το Σύμπαν έχει πεπερασμένο μέγεθος και άπειρη διάρκεια ζωής. Σε φυσικούς όρους, το μοντέλο περιγράφει ένα Σύμπαν γεμάτο με ένα υποθετικό κβαντικό ρευστό, το οποίο αποτελείται από γκραβιτόνια - σωματίδια που παρέχουν βαρυτική αλληλεπίδραση.

Οι επιστήμονες λένε επίσης ότι τα ευρήματά τους συσχετίζονται με τελευταία αποτελέσματαμετρήσεις της πυκνότητας του Σύμπαντος.

Ατελείωτος χαοτικός πληθωρισμός

Ο όρος «πληθωρισμός» αναφέρεται στην ταχεία διαστολή του Σύμπαντος, η οποία συνέβη εκθετικά τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η ίδια η θεωρία του πληθωρισμού δεν καταρρίπτει τη θεωρία του Big Bang, αλλά την ερμηνεύει μόνο διαφορετικά. Αυτή η θεωρία λύνει πολλά θεμελιώδη προβλήματα στη φυσική.

Σύμφωνα με το πληθωριστικό μοντέλο, λίγο μετά τη γέννησή του το Σύμπαν ήταν πολύ για λίγοεπεκτάθηκε εκθετικά: το μέγεθός του διπλασιάστηκε πολλές φορές. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σε 10 έως -36 δευτερόλεπτα, το Σύμπαν αυξήθηκε σε μέγεθος κατά τουλάχιστον 10 έως 30 έως 50 φορές, και πιθανώς περισσότερο. Στο τέλος της πληθωριστικής φάσης, το Σύμπαν γέμισε με υπερκαυτό πλάσμα από ελεύθερα κουάρκ, γκλουόνια, λεπτόνια και κβάντα υψηλής ενέργειας.

Η έννοια συνεπάγεταιαυτό που υπάρχει στον κόσμο πολλά σύμπαντα απομονωμένα το ένα από το άλλομε διαφορετική συσκευή

Οι φυσικοί έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η λογική του πληθωριστικού μοντέλου δεν έρχεται σε αντίθεση με την ιδέα της συνεχούς πολλαπλής γέννησης νέων συμπάντων. Οι κβαντικές διακυμάνσεις - οι ίδιες με αυτές που δημιούργησαν τον κόσμο μας - μπορούν να προκύψουν σε οποιαδήποτε ποσότητα, εάν οι συνθήκες είναι κατάλληλες για αυτές. Είναι πολύ πιθανό το σύμπαν μας να έχει αναδυθεί από τη ζώνη διακύμανσης που σχηματίστηκε στον προκάτοχο κόσμο. Μπορούμε επίσης να υποθέσουμε ότι κάποια μέρα και κάπου στο Σύμπαν μας θα σχηματιστεί μια διακύμανση που θα «εκτινάξει» ένα νεαρό Σύμπαν εντελώς διαφορετικού είδους. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, τα θυγατρικά σύμπαντα μπορούν να αναβλύζουν συνεχώς. Επιπλέον, δεν είναι καθόλου απαραίτητο να θεσπιστούν οι ίδιοι φυσικοί νόμοι σε νέους κόσμους. Η έννοια υπονοεί ότι στον κόσμο υπάρχουν πολλά σύμπαντα απομονωμένα το ένα από το άλλο με διαφορετικές δομές.

Κυκλική θεωρία

Ο Paul Steinhardt, ένας από τους φυσικούς που έθεσαν τα θεμέλια της πληθωριστικής κοσμολογίας, αποφάσισε να αναπτύξει περαιτέρω αυτή τη θεωρία. Ο επιστήμονας, ο οποίος ηγείται του Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής στο Πρίνστον, μαζί με τον Neil Turok από το Perimeter Institute for Theoretical Physics, περιέγραψαν μια εναλλακτική θεωρία στο βιβλίο Endless Universe: Beyond the Big Bang ("The Infinite Universe: Beyond the Big Bang").Το μοντέλο τους βασίζεται σε μια γενίκευση της κβαντικής θεωρίας υπερχορδών γνωστή ως M-theory. Σύμφωνα με αυτό, ο φυσικός κόσμος έχει 11 διαστάσεις - δέκα χωρικές και μία χρονική. Μέσα σε αυτό «επιπλέουν» χώροι μικρότερων διαστάσεων, οι λεγόμενες μπράνες. (συντομογραφία του όρου «μεμβράνη»).Το Σύμπαν μας είναι απλά μια από αυτές τις βράνες.

Το μοντέλο των Steinhardt και Turok αναφέρει ότι η Μεγάλη Έκρηξη συνέβη ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης της βράνης μας με μια άλλη βράνη - ένα άγνωστο σύμπαν. Σε αυτό το σενάριο, οι συγκρούσεις συμβαίνουν ατελείωτα. Σύμφωνα με την υπόθεση των Steinhardt και Turok, μια άλλη τρισδιάστατη βράνα «επιπλέει» δίπλα στη βράνη μας, που χωρίζεται από μια μικρή απόσταση. Επίσης, διαστέλλεται, ισοπεδώνεται και αδειάζει, αλλά μετά από ένα τρισεκατομμύριο χρόνια οι βράνες θα αρχίσουν να πλησιάζουν μεταξύ τους και τελικά να συγκρούονται. Αυτό θα τονίσει μεγάλο ποσόενέργεια, σωματίδια και ακτινοβολία. Αυτός ο κατακλυσμός θα πυροδοτήσει έναν άλλο κύκλο διαστολής και ψύξης του Σύμπαντος. Από το μοντέλο των Steinhardt και Turok προκύπτει ότι αυτοί οι κύκλοι υπήρχαν στο παρελθόν και σίγουρα θα επαναληφθούν στο μέλλον. Η θεωρία είναι σιωπηλή για το πώς ξεκίνησαν αυτοί οι κύκλοι.

Σύμπαν
σαν υπολογιστής

Μια άλλη υπόθεση για τη δομή του σύμπαντος λέει ότι ολόκληρος ο κόσμος μας δεν είναι τίποτα άλλο από μια μήτρα ή ένα πρόγραμμα υπολογιστή. Η ιδέα του τι είναι το σύμπαν ψηφιακός υπολογιστής, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό μηχανικό και πρωτοπόρο υπολογιστών Konrad Zuse στο βιβλίο του Υπολογισμός του Διαστήματος («Υπολογιστικός χώρος»).Μεταξύ εκείνων που θεωρούσαν επίσης το Σύμπαν ως γιγάντιο υπολογιστή είναι οι φυσικοί Stephen Wolfram και Gerard 't Hooft.

Οι θεωρητικοί της ψηφιακής φυσικής προτείνουν ότι το σύμπαν είναι ουσιαστικά πληροφορία και επομένως υπολογίσιμο. Από αυτές τις παραδοχές προκύπτει ότι το Σύμπαν μπορεί να θεωρηθεί ως το αποτέλεσμα ενός προγράμματος υπολογιστή ή μιας ψηφιακής υπολογιστικής συσκευής. Αυτός ο υπολογιστής θα μπορούσε να είναι, για παράδειγμα, ένα γιγαντιαίο κυψελοειδές αυτόματο ή μια καθολική μηχανή Turing.

Έμμεσα στοιχεία εικονική φύση του σύμπαντοςπου ονομάζεται αρχή της αβεβαιότητας στην κβαντική μηχανική

Σύμφωνα με τη θεωρία, κάθε αντικείμενο και γεγονός φυσικό κόσμοπροέρχεται από την υποβολή ερωτήσεων και την καταγραφή των απαντήσεων ναι ή όχι. Δηλαδή, πίσω από οτιδήποτε μας περιβάλλει, υπάρχει ένας συγκεκριμένος κώδικας, παρόμοιος με τον δυαδικό κώδικα ενός προγράμματος υπολογιστή. Και είμαστε ένα είδος διεπαφής μέσω της οποίας εμφανίζεται η πρόσβαση στα δεδομένα του «καθολικού Διαδικτύου». Μια έμμεση απόδειξη της εικονικής φύσης του Σύμπαντος ονομάζεται η αρχή της αβεβαιότητας στην κβαντική μηχανική: τα σωματίδια της ύλης μπορούν να υπάρχουν σε ασταθή μορφή και «σταθεροποιούνται» σε μια συγκεκριμένη κατάσταση μόνο όταν παρατηρούνται.

Ο ψηφιακός φυσικός John Archibald Wheeler έγραψε: «Δεν θα ήταν παράλογο να φανταστούμε ότι οι πληροφορίες βρίσκονται στον πυρήνα της φυσικής όπως στον πυρήνα ενός υπολογιστή. Όλα είναι από το κομμάτι. Με άλλα λόγια, ό,τι υπάρχει - κάθε σωματίδιο, κάθε πεδίο δύναμης, ακόμα και το ίδιο το χωροχρονικό συνεχές - λαμβάνει τη λειτουργία του, το νόημά του και, τελικά, την ίδια του την ύπαρξη».