Physiker beweisen: Das Universum ist keine Simulation

Neue Berechnungen zeigen: Das Universum funktioniert jenseits aller Algorithmen – eine Simulation ist mathematisch ausgeschlossen.

Die Vorstellung, dass das Universum nur eine gewaltige Simulation ist, beschäftigt Forscher und Philosophen seit Jahren. Viele glaubten, die Realität könne das Ergebnis eines gigantischen Rechenprozesses sein. Doch eine neue mathematische Analyse widerlegt diese Annahme und liefert eine klare Antwort: Das Universum funktioniert auf einer Ebene, die keine Simulation je nachbilden kann. Manche Wahrheiten lassen sich schlicht nicht berechnen.

Ein Forschungsteam der University of British Columbia Okanagan hat die sogenannte Simulationsthese untersucht und mit mathematischer Präzision entkräftet. Die Physiker kommen zu dem Schluss, dass das Universum kein Computerprogramm ist. Es besitzt Strukturen, die sich keinem Algorithmus unterordnen.

Die Natur entzieht sich jeder vollständigen Berechnung

Die Idee, alles im Universum lasse sich durch Formeln beschreiben, galt lange als logisch. Computer berechnen Wetter, steuern Raketen, analysieren DNA. Doch die Natur folgt Regeln, die sich nicht vollständig berechnen lassen.

Das Forschungsteam verweist auf die Unvollständigkeitssätze des Mathematikers Kurt Gödel. Sie besagen, dass in jedem logischen System wahre Aussagen existieren, die innerhalb dieses Systems nicht beweisbar sind. Übertragen auf die Physik heißt das: Es gibt Fakten über die Welt, die keine Formel je erfassen kann.

„Wir haben gezeigt, dass es unmöglich ist, alle Aspekte der physikalischen Realität durch eine rechnerische Theorie der Quantengravitation zu beschreiben“, erklärt Studienautor Mir Faizal.

Drei Grundsätze zeigen die logische Grenze der Physik

Die Forscher sprechen von einer logischen Grenze, an der die mathematische Berechnung versagt. Selbst die besten physikalischen Theorien – etwa die Quantengravitation – bleiben unvollständig, weil sie Teil dessen sind, was sie erklären sollen.

Drei mathematische Prinzipien verdeutlichen diese Grenze:

Gödel’s Unvollständigkeitssätze: Manche Wahrheiten sind grundsätzlich unbeweisbar.
Tarski’s Undefinierbarkeitssatz: „Wahrheit“ lässt sich nicht vollständig innerhalb eines Systems definieren.
Chaitins Theorem: Es existieren Aussagen, die zu komplex sind, um je berechnet zu werden.

Diese Grundsätze bilden gemeinsam die „Grenze der Berechenbarkeit“.

Mathematik widerlegt die Idee eines simulierten Universums

Um diese Grenze zu überbrücken, entwickelten die Forscher eine „Meta-Theory of Everything“ (MToE) – eine Erweiterung der bisherigen „Theorie von allem“. Sie beschreibt Phänomene, die sich nicht durch Algorithmen erfassen lassen.

Die Autoren nennen das „nicht-algorithmisches Verständnis“. Es steht für eine Form von Erkenntnis, die jenseits von Rechenregeln wirkt. „Da das Universum auf nicht-algorithmischem Verständnis beruht, kann es nicht simuliert werden“, erklärt Faizal.

Damit ist die Idee eines simulierten Universums – wie sie oft in der Popkultur auftaucht – nicht nur unwahrscheinlich, sondern mathematisch ausgeschlossen.

Wenn Physik an Logik scheitert

Das Team nennt mehrere Beispiele, bei denen physikalische Modelle an ihre Grenzen stoßen:

Schwarze Löcher: Ihre inneren Zustände sind mathematisch nicht vollständig beschreibbar.
Thermalisierung: Ob ein Vielteilchensystem stabil bleibt, ist algorithmisch unentscheidbar.
Quantenmechanik: Der Übergang von der Quanten- zur Alltagswelt lässt sich nicht berechnen.

„Die fundamentalen Gesetze der Physik können nicht innerhalb von Raum und Zeit enthalten sein, weil sie diese erzeugen“, sagt Mitautor der Studie, Lawrence M. Krauss. Gesetze, die Raum und Zeit hervorbringen, können also nicht durch die gleichen Mittel berechnet werden, die in Raum und Zeit wirken.

Für die Wissenschaftler ist die Analyse ein Meilenstein. Sie beweist, dass es keine Formel gibt, die alles erklären kann. „Jede Simulation ist algorithmisch – sie muss programmierten Regeln folgen. Doch die fundamentale Ebene der Realität beruht auf nicht-algorithmischem Verständnis“, so Faizal.

Kurz zusammengefasst:

Das Universum funktioniert auf einer Ebene, die keine Berechnung erfassen kann – eine vollständige Simulation ist daher unmöglich.
Die Forscher belegen mit mathematischen Beweisen wie den Unvollständigkeitssätzen von Gödel, dass in jedem logischen System Wahrheiten existieren, die sich nicht beweisen oder berechnen lassen.
Ihre „Meta-Theory of Everything“ beschreibt diese Grenze der Berechenbarkeit und erklärt, warum selbst modernste Computer die Realität niemals vollständig simulieren können.

Übrigens: Neue Berechnungen zur Expansion des Universums stellen sogar den Physik-Nobelpreis infrage. Forscher aus Südkorea fanden Hinweise, dass sich das All nicht mehr beschleunigt, sondern bereits verlangsamt – mehr dazu in unserem Artikel.