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„Is gravity evidence of a computational universe?“

Sun, 20 Sep 2026 13:12:43 +0200

„Is gravity evidence of a computational universe?“ von Melvin M. Vopson, veröffentlicht am 25. April 2025 in AIP Advances. Der Artikel ist Open Access und umfasst 7 Seiten.
Ich kann dir den gesamten Artikel nicht wortgetreu übersetzen, aber ich kann ihn dir sehr nah am Original, Abschnitt für Abschnitt auf Deutsch wiedergeben, einschließlich der mathematischen Argumentation.
Der zentrale Gedanke auf Deutsch
Vopson stellt im Wesentlichen folgende These auf:

Zitat:Schwerkraft könnte keine fundamentale Kraft sein, sondern eine Folge eines Informations- bzw. Optimierungsprozesses.

Seine Ausgangsidee ist, dass das Universum möglicherweise diskret aufgebaut ist – ähnlich einem Computergitter. Die kleinsten Raumbereiche wären dann so etwas wie elementare Speicherzellen, in denen Informationen über Materie gespeichert werden.
Er vergleicht das ausdrücklich mit einem Computerspiel oder einer Computersimulation: Ein Computer muss nicht jedes Detail eines Objekts permanent vollständig berechnen, sondern speichert Zustände und aktualisiert sie nach bestimmten Regeln. Vopson schlägt vor, dass die physikalischen Gesetze möglicherweise eine vergleichbare Funktion haben.
Sein Gedankenexperiment
Er nimmt zunächst ein vereinfachtes zweidimensionales Raumgitter:

100 elementare Zellen
leere Zelle = digitale 0
Materie in einer Zelle = digitale 1

Befinden sich beispielsweise vier Teilchen zufällig verteilt im Raum, steigt die sogenannte Informationsentropie.
Die vier Teilchen erzeugen in seinem Beispiel insgesamt etwa 24,2 Bit Informationsinhalt.
Wenn sich die vier Teilchen dagegen zu einem einzigen Objekt zusammenlagern, sinkt dieser Informationsinhalt auf etwa 8,1 Bit.
Und genau hier kommt seine entscheidende Idee:
Wenn ein grundlegendes Gesetz der Informationsdynamik verlangt, dass diese Informationsentropie abnimmt, dann entsteht automatisch eine Tendenz, dass sich die Teilchen zusammenbewegen.
Diese Tendenz interpretiert Vopson als das, was wir als Gravitation beobachten.
Er schreibt sinngemäß:
Materie bewegt sich zusammen, weil dadurch die Information, die zur Beschreibung des Systems benötigt wird, reduziert wird.
Das wäre dann eine Art Datenkompression des Universums.
Und deshalb kommt er auf die Simulation
Das ist der besonders interessante Teil für deine ursprüngliche Frage.
Vopson argumentiert:
Wenn die Natur ständig versucht, den Informationsgehalt bzw. den benötigten Rechenaufwand zu reduzieren, dann ähnelt das einem Optimierungsalgorithmus.
Ein Computer muss beispielsweise weniger Informationen verarbeiten, wenn er
100 einzelne Objekte
verfolgt als wenn er
ein einziges zusammengefasstes Objekt
verfolgen muss.
Vopson interpretiert die gravitative Zusammenballung von Materie daher als eine Art computationale Optimierung.
Seine Argumentationskette ist vereinfacht:
diskreter Raum → Information in Raumelementen → Informationsentropie → Minimierung der Information → Zusammenballung von Materie → gravitative Anziehung
Und daraus folgt seine spekulative Interpretation:
Gravitation könnte ein Hinweis darauf sein, dass das Universum nach Regeln funktioniert, die einem Computerprogramm ähneln.
Wichtig ist aber: Das bedeutet nicht, dass der Artikel nachweist, dass wir tatsächlich in einer Computersimulation leben. Vopson formuliert das als mögliche Erklärung bzw. mögliches Indiz. Die Arbeit leitet in seinem Modell eine Newton-ähnliche Gravitation aus informations-theoretischen Annahmen her.
Besonders interessant
Vopson geht sogar noch weiter und schreibt ausdrücklich, dass in einem simulierten Universum die Naturgesetze selbst als „Programmregeln“ verstanden werden könnten: Für einen Beobachter außerhalb der Simulation wären es Programmieranweisungen; für einen Beobachter innerhalb der Simulation erscheinen dieselben Regeln als physikalische Gesetze.
Das ist ziemlich genau die Stelle, die zu deiner vorherigen Suche nach „Schwerkraft als Rechenanweisung“ passt.
Allerdings gibt es auch wissenschaftliche Kritik an dieser Arbeit. Die Physikerin Sabine Hossenfelder hat die Veröffentlichung kritisiert; Vopson hat darauf wiederum mit einer eigenen Antwort reagiert.
Wenn du möchtest, kann ich dir als Nächstes den kompletten Artikel von Seite 1 bis 7 auf Deutsch durchgehen, also wirklich jeden Abschnitt und jede Formel verständlich erklären, ohne das wissenschaftliche Argument wegzukürzen. Originalartikel bei AIP

ja ok

Klar. Ich gehe den 7-seitigen Artikel von Melvin Vopson jetzt der Reihe nach durch und übersetze ihn inhaltlich sehr eng ins Deutsche, aber nicht als wortwörtliche Komplettkopie. Der Artikel wurde am 25. April 2025 in AIP Advances veröffentlicht und ist Open Access.
1. Titel und Kernaussage
Original: Is gravity evidence of a computational universe?
Deutsch:
„Ist die Schwerkraft ein Hinweis auf ein rechnerisches Universum?“
Vopsons zentrale Behauptung lautet:

Zitat:Die Gravitation könnte daraus entstehen, dass Materie dazu tendiert, die Informationsentropie eines Systems zu verringern.

Damit wäre Gravitation möglicherweise keine fundamentale Wechselwirkung, sondern ein makroskopischer Effekt einer tieferliegenden Informationsdynamik.
Das ist der entscheidende Punkt.

2. Die „zweite Gesetzmäßigkeit der Infodynamik“
Vopson baut seine Argumentation auf einer von ihm vorgeschlagenen Gesetzmäßigkeit auf, die er Second Law of Infodynamics nennt.
Vereinfacht:
Die Informationsentropie eines abgeschlossenen Systems soll mit der Zeit abnehmen oder zumindest konstant bleiben.
Das unterscheidet er vom zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.
Thermodynamik:
Entropie → nimmt zu
Vopsons Infodynamik:
Informationsentropie → nimmt ab
Er hatte diese Idee bereits 2022 veröffentlicht und später auf kosmologische Systeme ausgeweitet.

3. Warum kommt er auf einen Computer?
Hier wird es für deine ursprüngliche Frage interessant.
Vopson argumentiert, dass verschiedene Eigenschaften unseres Universums so aussehen könnten, als würde ein Informationsverarbeitungssystem versuchen, seinen Rechenaufwand zu reduzieren.
Er nennt beispielsweise:

Symmetrien in der Natur
die Unterscheidbarkeit von Teilchen
Informationsentropie
Datenkompression
Optimierung

Seine Interpretation ist:
Wenn die Naturgesetze gleichzeitig wie Regeln zur Verarbeitung von Information funktionieren, könnte das Universum selbst einen rechnerischen Charakter haben.
Er formuliert sogar die Idee, dass die Naturgesetze aus Sicht eines hypothetischen Beobachters außerhalb des Universums wie Programmregeln aussehen könnten.
Für einen Beobachter innerhalb des Universums erscheinen dieselben Regeln dagegen als:

Zitat:Physik.

Das ist eine philosophisch sehr interessante Unterscheidung.

4. Jetzt kommt die Gravitation
Vopson fragt:
Was wäre, wenn auch die Gravitation eine solche Informationsregel wäre?
Sein Ausgangspunkt ist Materie, die sich in einem Raum befindet.
Stell dir vereinfacht ein digitales Gitter vor:

Die
bedeutet:
kein Objekt
Die

Code:
1

bedeutet:
Objekt vorhanden
Die Positionen der Objekte enthalten Information.
Wenn die Objekte völlig verstreut sind, gibt es viele mögliche Anordnungen.
Wenn sie dagegen zusammenliegen:

ist die Beschreibung des Systems in seinem Modell informationsärmer.
Und genau hier setzt seine Gravitationstheorie an.

5. Gravitation als „Datenkompression“
Das ist wahrscheinlich die wichtigste Idee des gesamten Artikels:
Materie zieht sich gegenseitig an, weil dadurch die zur Beschreibung des Systems benötigte Information reduziert wird.
Also:
Teilchen getrennt
→ mehr mögliche Zustände
→ mehr Information
→ höhere Informationsentropie
gegenüber:
Teilchen zusammen
→ weniger mögliche Zustände
→ weniger Information
→ niedrigere Informationsentropie.
Wenn das Universum einem Prinzip folgt, das Informationsentropie minimiert, entsteht dadurch automatisch eine Tendenz zur Zusammenballung.
Diese Tendenz interpretiert Vopson als Gravitation.

6. Und jetzt wird es mathematisch
Vopson formuliert die Informationsentropie eines Systems mathematisch und untersucht, wie sie sich verändert, wenn sich Materie bewegt.
Er kombiniert dabei:
Informationsentropie

Masse–Energie–Informations-Äquivalenz

zweites Gesetz der Infodynamik
und leitet daraus eine Kraft ab.
Das Überraschende an seinem Modell ist:
Er erhält eine Form der Newtonschen Gravitation.
Also letztlich eine Beziehung der Form:

F=Gm1m2r2F = G\frac{m_1m_2}{r^2}

Das bedeutet:

größere Masse → stärkere Kraft
größere Entfernung → schwächere Kraft
Abhängigkeit von 1/r21/r^2

Vopson interpretiert das nicht als Ausgangspunkt, sondern versucht, diese Form aus der Informationsdynamik entstehen zu lassen.

7. Was wäre dann die „Rechenanweisung“?
Hier kommen wir genau zu deiner ursprünglichen Frage.
In der normalen Physik sagt man:

Zitat:Materie erzeugt ein Gravitationsfeld und andere Materie bewegt sich entsprechend diesem Feld.

Vopsons Perspektive wäre eher:

Zitat:Das System verändert seinen Zustand so, dass die Informationsentropie sinkt.

Die „Rechenanweisung“ könnte vereinfacht lauten:

Code:
Berechne den Informationszustand.
↓
Finde Zustände mit geringerer Informationsentropie.
↓
Verändere die Positionen der Materie.
↓
Wiederhole.

Das würde aus Sicht eines Beobachters innerhalb des Universums wie Gravitation aussehen.
Das ist tatsächlich sehr nah an dem, wonach du vorher gesucht hast.

8. Warum spricht er von einer Simulation?
Vopson behauptet nicht, dass er mathematisch bewiesen habe, dass wir in einer Computersimulation leben.
Seine Argumentation ist schwächer:
Wenn mehrere physikalische Gesetze und Eigenschaften des Universums als Informationsverarbeitung und Optimierung interpretiert werden können, dann wäre das mit einem rechnerischen Universum vereinbar.
Er bezeichnet Gravitation deshalb als einen möglichen weiteren „signature“ bzw. Hinweis auf einen computational universe.

9. Ein sehr wichtiger Unterschied
Das darf man nicht übersehen:
Vopson sagt nicht:
„Wir haben bewiesen, dass das Universum ein Computer ist.“
Sondern eher:
„Wir können Gravitation aus Informationsdynamik herleiten, und das ist mit der Hypothese eines rechnerischen Universums vereinbar.“
Das ist ein erheblicher Unterschied.
Die Arbeit ist eine theoretische Herleitung, kein experimenteller Nachweis einer Simulation. Die Universität Portsmouth führt sie als peer-reviewten Artikel auf.

10. Interessant: Er steht damit nicht alleine
Vopson stellt seine Arbeit ausdrücklich in Zusammenhang mit Erik Verlindes Theorie der entropischen Gravitation von 2011.
Beide Ansätze kommen zu der grundsätzlichen Vorstellung:

Zitat:Gravitation könnte ein emergentes Phänomen sein und keine fundamentale Kraft.

Der Unterschied liegt unter anderem darin, wie die Informations- bzw. Entropiedynamik formuliert wird.

11. Aber es gibt heftige Kritik
Und das ist wichtig, wenn man den Artikel wissenschaftlich einordnen will.
Die Physikerin Sabine Hossenfelder hat Vopsons Arbeit 2025 öffentlich kritisiert und unter anderem mathematische und konzeptionelle Probleme beanstandet.
Vopson hat daraufhin eine ausführliche Erwiderung veröffentlicht, in der er ihre Kritik Punkt für Punkt zurückweist.
Das bedeutet:
Die Idee ist veröffentlicht und peer-reviewed, aber sie ist keineswegs etablierte Physik.

Und jetzt kommt der wirklich spannende Punkt:
Wenn du möchtest, können wir die entscheidende mathematische Herleitung aus dem Paper gemeinsam auseinandernehmen.
Also nicht nur „er behauptet Gravitation = Informationskompression“, sondern ich kann dir zeigen:
Informationsentropie → Informationsenergie → Kraft → F=Gm1m2/r2F=Gm_1m_2/r^2
und dabei bei jeder einzelnen Formel erklären, was sie bedeutet und wo genau Vopson den Schritt macht, aus Informationskompression die Newtonsche Gravitation zu bekommen. Das ist meiner Meinung nach der interessanteste Teil des Papers.
Dann machen wir genau den mathematischen Kern. Ich erkläre ihn möglichst einfach und trenne dabei Vopsons Rechnung von dem, was daraus tatsächlich folgt.
1. Ausgangspunkt: Information
Vopson betrachtet ein System aus Teilchen und fragt, wie viele Informationen nötig sind, um deren Zustand zu beschreiben.
Für ein binäres System verwendet man die Shannon-Entropie:

S=−k∑ipiln⁡piS=-k\sum_i p_i\ln p_i

Dabei ist:

SS = Entropie
kk = Boltzmann-Konstante
pip_i = Wahrscheinlichkeit eines Zustands

Die Idee ist zunächst ganz normal aus der Informationstheorie:
Je mehr mögliche Zustände es gibt, desto mehr Information ist notwendig, um den tatsächlichen Zustand anzugeben.

2. Seine entscheidende Annahme
Jetzt kommt der spekulative Schritt.
Vopson nimmt seine zuvor vorgeschlagene „Second Law of Infodynamics“:

ΔSI≤0\Delta S_I \leq 0

Also vereinfacht:

Zitat:Die Informationsentropie eines abgeschlossenen Systems soll nicht zunehmen.

Das ist der zentrale Baustein seiner Argumentation.

3. Was passiert mit zwei Massen?
Stell dir zwei Teilchen vor:

Code:
●                         ●

Sie befinden sich weit voneinander entfernt.
Nun bewegen sie sich aufeinander zu:

Code:
●             ●

und schließlich:

Code:
●●

In Vopsons Informationsbeschreibung ist der letzte Zustand stärker komprimiert bzw. benötigt weniger Information.
Damit entsteht eine bevorzugte Richtung:
Information soll reduziert werden → Materie soll sich zusammenbewegen.

4. Wie wird daraus eine Kraft?
Jetzt benutzt Vopson die Beziehung zwischen Information und Energie.
Er greift dabei auf die von ihm vorgeschlagene Beziehung zurück, dass Information eine physikalische Energiekomponente besitzt.
Vereinfacht:

EI∝IE_I \propto I

Also:
mehr Information → mehr Informationsenergie
und
weniger Information → weniger Informationsenergie.
Wenn sich zwei Massen bewegen und dabei die Informationsenergie verändert wird, entsteht nach dieser Argumentation eine Kraft.
Denn aus der klassischen Mechanik kennen wir:

F=−dEdrF=-\frac{dE}{dr}

Eine Änderung der Energie mit der Entfernung erzeugt also eine Kraft.

5. Und hier entsteht der 1/r21/r^2-Term
Vopson betrachtet die Informationsänderung in Abhängigkeit vom Abstand rr.
Durch die geometrische Struktur des dreidimensionalen Raumes kommt dabei eine Abhängigkeit zustande, die schließlich zur bekannten Form

F∝1r2F\propto\frac{1}{r^2}

führt.
Mit den entsprechenden Konstanten und der Beziehung zwischen Masse und Information landet er bei einer Newton-ähnlichen Gleichung:

F=Gm1m2r2\boxed{F=G\frac{m_1m_2}{r^2}}

Das ist der entscheidende mathematische Erfolg, den das Paper beansprucht.

6. Was daran wirklich ungewöhnlich ist
Normalerweise beginnt die Physik mit:

F=Gm1m2r2F=G\frac{m_1m_2}{r^2}

und sagt:

Zitat:Das ist das Gravitationsgesetz.

Vopson versucht stattdessen die Richtung umzudrehen:

Information\text{Information}

↓

Informationsentropie\text{Informationsentropie}

↓

Informationsminimierung\text{Informationsminimierung}

↓

Energiegradient\text{Energiegradient}

↓

Kraft\text{Kraft}

↓

Gravitation\boxed{\text{Gravitation}}

Das ist die eigentliche Idee des Papers.

7. Und jetzt der noch spannendere Gedanke
Wenn diese Interpretation richtig wäre, müsste man Gravitation nicht unbedingt als eine fundamentale Kraft betrachten.
Sie wäre dann vergleichbar mit anderen emergenten Eigenschaften.
Zum Beispiel:
Temperatur
Ein einzelnes Molekül hat keine Temperatur.
Aber Millionen Moleküle zusammen haben eine Temperatur.
Temperatur ist also eine makroskopische Eigenschaft, die aus dem Verhalten vieler mikroskopischer Teilchen entsteht.
Vopsons Idee wäre analog:
Gravitation
↓
nicht unbedingt eine fundamentale Eigenschaft einzelner Teilchen
↓
sondern ein kollektiver Effekt einer tieferen Informationsdynamik.

8. Aber hier liegt auch das Problem
Die Gleichung

F=Gm1m2r2F=G\frac{m_1m_2}{r^2}

zu erhalten bedeutet noch nicht, dass man gezeigt hat, dass Gravitation tatsächlich durch Informationskompression entsteht.
Denn man muss zunächst begründen, dass die zugrunde liegende Informationsannahme

ΔSI≤0\Delta S_I\leq0

tatsächlich ein fundamentales Naturgesetz ist.
Und genau dort liegt ein großer Teil der wissenschaftlichen Kontroverse.
Die Rechnung kann innerhalb des vorgeschlagenen Modells funktionieren.
Die viel größere Frage lautet:

Zitat:Warum sollte die Natur überhaupt diesem Informationsgesetz folgen?

Dafür braucht man letztlich experimentell überprüfbare Vorhersagen.

Der für mich interessanteste Satz des ganzen Ansatzes wäre deshalb:

Zitat:Vielleicht ist Gravitation nicht etwas, das Materie „fühlt“, sondern das Ergebnis eines Rechenprozesses, der den Informationszustand des Universums optimiert.

Das ist allerdings eine Interpretation der Theorie, kein experimentell bestätigter Befund.
Wenn du willst, können wir als Nächstes genau den Punkt anschauen, warum ausgerechnet 1/r21/r^21/r2 herauskommt. Das ist mathematisch ziemlich interessant – und dort sieht man auch, ob die Herleitung wirklich überzeugend ist oder ob Vopson bestimmte Annahmen hineinstec