Por Pablo A. G. Ferro

La información pesa, ocupa, calienta y consume tiempo. Una copia perfecta del mundo podría exigir más universo que el universo mismo. (Una lectura del trabajo de Franco Vazza sobre los límites físicos de la hipótesis de la simulación).

Acaso el universo sea una vasta máquina que ha olvidado a su artífice. Acaso cada hombre, cada estrella y cada recuerdo no sean más que cifras en una memoria inconcebible. La conjetura no es nueva: cambia el nombre de sus instrumentos, pero conserva intacta su antigua perplejidad. El genio maligno de Descartes ha sido reemplazado por un programador; el sueño de Chuang Tzu, por un algoritmo; la caverna de Platón, por una pantalla cuya existencia ignoramos.

Nuestra época, que concede a las computadoras una forma casi teológica de omnipotencia, ha llamado a esta sospecha «hipótesis de la simulación». Su versión contemporánea fue formulada por el filósofo Nick Bostrom. El argumento, reducido a su mecanismo esencial, sostiene que una civilización suficientemente avanzada podría crear mundos virtuales poblados por seres conscientes. Si esos mundos llegaran a multiplicarse, las conciencias simuladas serían mucho más numerosas que las originales. En consecuencia, sería estadísticamente probable que nosotros fuéramos habitantes de una copia y no del primer universo.

El razonamiento es elegante porque parece convertir una antigua duda metafísica en un cálculo de probabilidades. Sin embargo, antes de preguntarnos cuántos universos simulados podrían existir, convendría formular una pregunta más modesta y quizá más decisiva: ¿es físicamente posible construir siquiera uno?

El astrofísico Franco Vazza, investigador de la Universidad de Bolonia y del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, intentó responder esa pregunta en el paper Astrophysical constraints on the simulation hypothesis for this Universe: why it is (nearly) impossible that we live in a simulation. Su trabajo abandona deliberadamente los territorios de la metafísica y examina la hipótesis con las herramientas menos imaginativas y más inexorables de la física: materia, información, energía, temperatura y tiempo.

Su conclusión es severa. Si el universo de los presuntos simuladores obedece leyes semejantes a las nuestras, no podría disponer de los recursos necesarios para reproducir nuestro universo. Tampoco podría simular la Tierra con total fidelidad. Ni siquiera una versión de baja resolución, limitada a cuanto los seres humanos somos capaces de observar, lograría avanzar en tiempo real.

No estaríamos ante una dificultad tecnológica, como la que alguna invención futura pudiera resolver. Estaríamos ante una imposibilidad inscrita en las leyes mismas de la naturaleza.

La materia secreta de los bits

El punto de partida de Vazza es una sentencia del físico Rolf Landauer: la información es física.

Un bit parece una abstracción, pero necesita encarnarse en alguna cosa. Puede ser una diferencia de voltaje, la orientación de una partícula o dos estados distinguibles de un sistema cuántico. Para conservarlo hace falta un soporte; para modificarlo, una operación; para borrarlo, una disipación de energía. No existe información sin materia ni cálculo fuera del tiempo.

Toda computadora, aun una fabricada por seres cuya ciencia nos parecería sobrenatural, debe ocupar un lugar, consumir energía y expulsar calor. La tecnología puede acercarse a los límites de la física, pero no abolirlos.

Para calcular cuánta información podría contener una reproducción exacta del mundo, Vazza apela al principio holográfico. Este principio, nacido del estudio de los agujeros negros, afirma que la cantidad máxima de información contenida en una región no aumenta con su volumen, como sugeriría la intuición, sino con el área de la superficie que la rodea.

La naturaleza parece haber elegido una contabilidad digna de una paradoja: el interior de una región estaría escrito en su frontera. El universo, de algún modo, se asemejaría a un libro cuyo texto entero estuviese cifrado en la tapa.

La unidad elemental de esa escritura sería el área de Planck, aproximadamente 2,6 × 10⁻⁶⁶ centímetros cuadrados. Es una magnitud tan pequeña que ninguna imagen ordinaria puede representarla. En términos simplificados, cada una de esas áreas permitiría codificar cerca de un bit de información.

El segundo instrumento teórico es el principio de Landauer. Toda operación irreversible, como borrar un bit o corregir un error, tiene un costo energético mínimo. Ese costo depende de la temperatura del dispositivo: cuanto más frío sea, menor energía necesitará. Pero jamás será nulo, porque la eliminación de información produce entropía y la entropía debe ser expulsada en forma de calor.

De la combinación de ambos principios surge una conclusión inquietante: describir exhaustivamente un objeto macroscópico puede requerir más energía de la que el propio objeto contiene. El mapa perfecto no sólo tendría el tamaño del territorio, como en la fábula; podría exigir más materia y más energía que el territorio representado.

El universo frente a su espejo

Vazza analiza primero el caso más ambicioso: una simulación completa del universo observable, resuelta hasta la escala de Planck.

El universo que podemos observar posee un radio aproximado de 14.300 millones de pársecs. A partir de su tamaño y de su densidad, el paper estima que la información máxima contenida en él sería del orden de 3,5 × 10¹²⁴ bits.

La cifra no es grande en el sentido habitual de la palabra. Es una cifra que ha dejado atrás toda experiencia posible. Una de las simulaciones cosmológicas más complejas realizadas por nuestra ciencia, Illustris, generó cerca de 1,6 × 10¹³ bits de datos brutos. Entre esa proeza tecnológica y una descripción integral del cosmos se abre un abismo de más de cien órdenes de magnitud.

Incluso si la computadora funcionara a la temperatura de la radiación cósmica de fondo —unos 2,7 grados sobre el cero absoluto—, la energía mínima requerida para codificar toda la información ascendería a unos 8,9 × 10¹⁰⁸ ergios. La energía contenida en el universo observable se estima, en cambio, en unos 2,7 × 10⁷⁸ ergios.

La diferencia es de treinta órdenes de magnitud. Todo el universo no alcanzaría para almacenar la información necesaria para copiarse a sí mismo. El espejo exigiría más sustancia que aquello que refleja.

Y ese gasto sólo permitiría inicializar los datos. Todavía faltaría ejecutar el programa, hacer avanzar el tiempo, actualizar cada estado y corregir los inevitables errores del cálculo.

La primera conclusión del paper es, por ello, categórica: un universo regido por las mismas leyes que el nuestro no podría simular íntegramente otro universo como este. La totalidad no dispone de recursos para duplicarse.

La Tierra como último escenario

El defensor de la simulación puede abandonar entonces las galaxias remotas. Tal vez no sea necesario calcular cada estrella. Bastaría con simular la Tierra y generar, cuando alguien observa el cielo, las imágenes o mediciones adecuadas. Los telescopios verían un decorado coherente; los astrónomos estudiarían datos fabricados; el universo exterior sería una biblioteca de apariencias.

Vazza acepta esa reducción y calcula los recursos necesarios para reproducir solamente nuestro planeta.

Una descripción completa de la Tierra hasta la escala de Planck requeriría alrededor de 9,8 × 10⁷⁴ bits. La energía mínima para codificar esa información sería cercana a 2,5 × 10⁵⁹ ergios. Es una cantidad comparable con la energía contenida en la masa de un cúmulo globular o con la necesaria para desarticular gravitacionalmente la Vía Láctea.

Se necesitaría, pues, una energía de dimensiones galácticas para iniciar la copia perfecta de un solo planeta.

Pero la Tierra no es una figura inmóvil. Sus átomos se desplazan, sus océanos cambian, los organismos viven, las personas deciden y los laboratorios interrogan a la materia. La simulación tendría que recalcular incesantemente cada uno de esos procesos. Luego de aproximadamente un millón de actualizaciones, el gasto acumulado podría equivaler a transformar en energía toda la masa de nuestra galaxia.

La computadora destinada a esa tarea tampoco podría ser un aparato discreto oculto en una habitación. Para concentrar semejante información sin violar los límites de la gravedad, debería aproximarse a las condiciones de un agujero negro. Sería un artefacto de dimensiones planetarias y contendría el equivalente a cientos de miles de masas solares en una región comparable con Júpiter.

La materia atraída por esa concentración se calentaría hasta alcanzar millones de grados. El calor elevaría el costo de cada operación y debería ser expulsado continuamente. El simulador tendría que construir una máquina colosal y dedicar después una energía todavía mayor a impedir que la propia máquina sucumbiera bajo el peso de su funcionamiento.

La segunda conclusión es apenas menos definitiva que la primera: reproducir íntegramente la Tierra sería, en términos físicos, impracticable. No porque falte imaginación técnica, sino porque sobran gravedad, entropía y calor.

El artificio de la baja resolución

Queda una conjetura más sutil. Tal vez el universo no sea calculado en todos sus detalles. Un videojuego no representa el interior de una casa hasta que el jugador abre la puerta. Un paisaje lejano puede ser una superficie sin profundidad. Sólo aquello que es observado necesita adquirir definición.

El simulador podría emplear una técnica semejante: reservar la máxima resolución para los lugares examinados y conservar el resto del planeta como un modelo aproximado.

La pregunta sería entonces cuál es la menor escala que la humanidad ha logrado explorar. El tamaño del «píxel» cósmico tendría que ser inferior a esa frontera. De otro modo, nuestros experimentos descubrirían la trama sobre la que fue dibujada la realidad.

El Gran Colisionador de Hadrones investiga fenómenos correspondientes a escalas cercanas a 10⁻¹⁶ centímetros. Los rayos cósmicos de energía extrema permiten alcanzar escalas todavía menores, aunque sus efectos se observan principalmente en la atmósfera. El simulador podría aumentar la definición sólo en esos lugares.

Los neutrinos hacen más difícil el engaño. Estas partículas atraviesan la materia casi sin interactuar con ella. Detectores como IceCube pueden registrar neutrinos que han cruzado el planeta entero. Algunos poseen energías tan elevadas que corresponden a escalas espaciales del orden de 1,2 × 10⁻²¹ centímetros.

Una simulación compatible con esas observaciones debería mantener esa resolución a través de toda la Tierra. No bastaría con dibujar con precisión un laboratorio: el neutrino habría recorrido el mundo antes de llegar a él.

Al reemplazar la escala de Planck por este límite experimental, la información necesaria disminuye de manera prodigiosa, pero sigue siendo del orden de 1,65 × 10⁵¹ bits. Codificarla exigiría unos 4,3 × 10³⁵ ergios, aproximadamente la energía total emitida por el Sol durante dos minutos.

Una civilización extremadamente avanzada acaso podría disponer de esa cantidad. El obstáculo definitivo aparece cuando se intenta hacer avanzar la simulación.

Para reproducir correctamente el movimiento de los neutrinos, el programa debería utilizar intervalos de alrededor de 4,1 × 10⁻³² segundos. Calcular un segundo de nuestra experiencia exigiría unas 10³¹ actualizaciones por bit.

Vazza concede al programador la máquina más poderosa que permite concebir nuestra física: un agujero negro utilizado como computadora. No es una metáfora. Los límites cuánticos estudiados por Seth Lloyd permiten estimar cuántas operaciones podría realizar un sistema de semejante densidad y energía.

El resultado es casi fantástico: esa computadora tardaría entre diez millones y cien millones de años en simular un solo segundo de la Tierra.

La caída de una hoja, el parpadeo de un hombre o la última sílaba de una palabra exigirían eras geológicas en el mundo del programador. Para que la simulación avanzara en tiempo real, habría que multiplicar su potencia entre 10¹⁵ y 10¹⁷ veces. El consumo superaría la energía contenida en todas las estrellas de todas las galaxias observables.

El tiempo del simulador sería un océano inmóvil; nuestro segundo, su eternidad.

La invocación de la máquina cuántica

Ante todo límite computacional, nuestra época pronuncia una expresión que tiene algo de conjuro: computadora cuántica.

La computación cuántica puede resolver ciertos problemas con una eficiencia incomparablemente mayor que las máquinas clásicas. Sin embargo, no puede almacenar información sin soporte, borrar bits sin producir entropía ni transformar estados a una velocidad superior a la permitida por la energía disponible.

Los cálculos de Vazza no parten de las computadoras actuales. Ya suponen el procesador definitivo que nuestra física autoriza: un agujero negro operando en el límite cuántico. Una máquina cuántica podría acercarse a ese límite, pero no abolirlo.

Tampoco bastaría con dividir la tarea entre innumerables procesadores. Al repartir el cálculo se reparte también la energía. Cada unidad recibe menos y opera más lentamente. La suma total de operaciones continúa sometida a la misma frontera física.

La dificultad no reside, por tanto, en la arquitectura del ordenador. Reside en el universo que debe contenerlo.

Lo que el paper demuestra y lo que deja intacto

El trabajo no prueba que toda simulación concebible sea lógicamente imposible. Su tesis es más precisa: un universo con constantes y leyes físicas iguales a las nuestras no puede reproducir exhaustivamente otro universo como este, ni simular una Tierra experimentalmente coherente en tiempo real.

Existe además una objeción legítima. El principio holográfico calcula el máximo de información que puede contener un sistema, no necesariamente el mínimo requerido para reproducir su evolución. La realidad podría admitir formas de compresión que desconocemos. Una ecuación describe innumerables trayectorias sin guardar por separado cada movimiento.

Vazza reconoce esta dificultad. Muchos fenómenos emergentes pueden representarse con menos información que la totalidad de sus componentes. Pero una simulación perfecta y compartida debería responder correctamente a cada experimento posible. A medida que nuestros instrumentos exploran escalas más pequeñas, el margen de simplificación se reduce. Colisionadores, telescopios, relojes ultrarrápidos y detectores de neutrinos obligan al supuesto programa a sostener una coherencia cada vez más profunda.

El simulador podría economizar detalles sólo mientras nadie los interrogara. Pero la ciencia es, precisamente, el arte de interrogar los detalles.

La hipótesis sobrevive entonces por dos salidas extremas. La primera consiste en simular únicamente una conciencia. Todo lo demás —los hombres, los libros, las ciudades y el firmamento— sería una alucinación fabricada para un solo espectador. Ese escenario no pertenece ya a la informática, sino al antiguo solipsismo. Es casi imposible refutarlo porque niega la existencia independiente de los instrumentos y de los testigos con los que podría ser refutado.

La segunda posibilidad supone que el universo simulador posee leyes radicalmente diferentes. Vazza explora combinaciones alternativas de la velocidad de la luz, la gravedad, la constante de Planck, la constante de Boltzmann, la masa del protón y la expansión cósmica. Algunas permitirían ejecutar una simulación como la nuestra con recursos tolerables.

Pero esos universos serían extraños hasta la inconcebibilidad. Nada garantiza que pudieran formar átomos estables, estrellas, planetas o seres interesados en programar mundos.

Si la realidad exterior obedeciera leyes enteramente distintas, tampoco podríamos inferirlas desde aquí. Seríamos como las figuras de un tablero que intentaran deducir la madera del escritorio, la habitación que lo contiene y la mano del jugador. La hipótesis dejaría de ser física porque ya no produciría predicciones comprobables. Sería una posibilidad verbal, invulnerable porque habría renunciado a explicar.

El último laberinto

El mayor mérito del paper de Vazza consiste en exigirle contabilidad a una fantasía. La computadora omnipotente debe estar construida en alguna parte; la información debe ocupar algún soporte; la operación debe consumir energía; el calor debe escapar; el cálculo debe durar un tiempo.

Cuando se presentan esas cuentas, la hipótesis pierde su apariencia de consecuencia inevitable del progreso tecnológico. Para conservarla debemos postular una realidad superior con leyes desconocidas o reducir el universo a la pesadilla privada de una sola conciencia. En ambos casos, abandonamos el dominio de la ciencia y regresamos a la metafísica.

Quizá haya un programador detrás del tiempo. Quizá cada una de nuestras noches haya sido calculada en otra noche más vasta. Quizá el universo sea el sueño de una máquina que, en otro universo, también sospecha que sueña. Ninguna de esas figuras es contradictoria; pero tampoco es necesaria.

La explicación más sobria permanece ante nosotros: el universo no está siendo copiado en otra parte. No es el reflejo de un espejo anterior ni la sombra informática de una realidad más verdadera. Su materia no representa otra materia. Su tiempo no imita otro tiempo. El mundo, con su profusión de enigmas, simplemente acontece.

Postular además una computadora, un programador y un universo superior no resuelve el misterio. Lo duplica. Después habría que explicar quién hizo aquella máquina, de dónde procede su energía y si sus constructores, inclinados sobre nosotros, no son también las criaturas de otro simulador. La hipótesis que pretendía esclarecer el universo termina multiplicándolo en una regresión de espejos.

Frente a ese laberinto, conviene recordar la antigua regla atribuida a Guillermo de Ockham, cuya austeridad conserva la fuerza de una última navaja:

Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem.

«No deben multiplicarse los entes sin necesidad».

Fuente principal

Vazza, Franco (2025). “Astrophysical constraints on the simulation hypothesis for this Universe: why it is (nearly) impossible that we live in a simulation”. arXiv:2504.08461 [physics.pop-ph], presentado el 11 de abril de 2025. DOI arXiv: 10.48550/arXiv.2504.08461. DOI editorial relacionado: 10.3389/fphy.2025.1561873. https://arxiv.org/abs/2504.08461

Nota de alcance. El artículo expone y traduce para el público general la tesis y los cálculos del autor. El paper no descarta toda simulación lógicamente concebible: argumenta la imposibilidad física de una simulación exhaustiva producida por un universo que comparta las propiedades fundamentales del nuestro.