Majhen posnetek opazovanega vesolja. (NASA/ESA/Hubble/STScI) V poskusih razumevanja same narave naše resničnosti imajo fiziki zagotovo nekaj osupljivih teorij. Kaj pa, če je informacija oprijemljiv in temeljni vidik same fizične realnosti – poleg materije in energije ? Ali pa, kaj če je informacija peto agregatno stanje ?
Informacija je navsezadnje nekaj, kar merljivo poseduje vsa materija in energija. Pravila, ki urejajo njihov obstoj, na primer njihova masa, hitrost ali naboj, so delci informacij, ki jih vsebujejo.
Da bi omogočil eksperimentalno preizkušanje takšnih zamisli, je fizik Melvin Vopson z Univerze v Portsmouthu v Združenem kraljestvu ocenil, koliko informacij en samosnovni delec, tako kot elektron, shranjuje okoli sebe. Nato je ta izračun uporabil za oceno osupljive količine informacij, ki jih vsebuje celotno opazovano vesolje.
'Ta pristop je bil prvič uporabljen pri merjenju vsebine informacij v vesolju in zagotavlja jasno numerično napoved,' Vopson pravi .
Vopson je ocenil, da vsak delec v opazljivem vesolju vsebuje 1,509 bitov informacij, pri čemer je uporabil Clauda. Shannonova teorija informacij .
Ta teorija povezuje entropijo – količino negotovosti v sistemu – z informacijami: Vsebina informacij sporočila je merilo, koliko negotovosti je sporočilo zmanjšalo. Toda različne vrste sporočil imajo različne vrednosti.
Na primer, rezultat (sporočilo) poštenega meta kovanca ima 1 bit informacije: ta dogodek je bil glava in ne rep. Če je bil kovanec dvoglav, ima pričakovani izid glav 0 bitov informacij, ker ne dodaja ničesar novega k temu, kar že vemo.
Če pa je kovanec nagnjen proti glavam in na koncu imate repke, to presenetljiv rezultat zagotavlja nekoliko več informacij kot rutinski 1-bitni dogodek: Ta dogodek je bil rep in ni bil pričakovan.
Vopson je te izračune informacijske entropije uporabil za maso, naboj in vrtenje protonov, nevtronov (in kvarkov, ki jih sestavljajo) in elektronov, da bi prišel do svoje ocene, koliko informacij vsebujejo.
Nato je z uporabo ocen, koliko teh delcev obstaja, to pomnožil na celotno vesolje.
Rezultat je bil okoli 6, ki mu je sledilo osupljivih 80 ničel v bitih informacij, kar je dejansko nižje od prejšnjih ocen. Toda Vopson je to pričakoval, glede na to, da so pretekli izračuni poskušali upoštevati celotno vesolje, medtem ko je svoj izračun omejil le na opazovane dele – brez antidelcev in sil (kot je svetloba bozoni ).
'Vse bozone smo smatrali za delce sile/interakcije, ki so odgovorni za prenos informacij, namesto za shranjevanje informacij,' Vopson piše . 'Predvidevamo, da se informacije lahko shranijo samo v delcih, ki so stabilni in imajo različno maso mirovanja, medtem ko lahko bozoni medsebojnega delovanja/sile prenašajo informacije samo prek valovne oblike.'
Prav tako ni vključil nestabilnih delcev ali antidelcev, saj je njihova življenjska doba izjemno kratka, 'tako da je njihovo opazovanje možno le prek umetno ustvarjenih eksperimentalnih pogojev ali teoretično,' on piše . „Zato je njihova udeležba v opazljivem vesolju zanemarljiva in z ekstrapolacijo je zanemarljiva tudi njihova sposobnost registracije informacij.
'Vendar je pomembno omeniti, da bi se informacije lahko shranile tudi v drugih oblikah, vključno na površini same prostorsko-časovne tkanine, glede naholografski princip.'
Ideja, da so informacije fizične, obstaja že dolgo od leta 1920 . Od takrat so poskusi dokazali povezavo med teorija informacij in termodinamika , in privedlo do nore ideje, da jeVesolje je simulirano v 3D iz 2D realnosti.
'Te radikalne teorije temeljijo na načelu, da so informacije fizične, da jih registrirajo fizični sistemi in da lahko vsi fizični sistemi registrirajo informacije,' je dejal Vopson. pojasnjuje .
Na podlagi tega je Vopson predhodno predlagal, da bi informacije lahko bile peto agregatno stanje , skupaj s trdno, tekočo, plinasto in plazmo, in še bolj divje informacija je lahko temna snov ki so jih lovili fiziki.
Ti novi izračuni bi lahko pomagali preizkusiti te čudne in fascinantne hipoteze.
'Trenutni pristop ponuja edinstveno orodje za ocenjevanje vsebnosti informacij na osnovni delec, kar je zelo uporabno za načrtovanje praktičnih poskusov za preizkušanje teh napovedi,' Vopson zaključuje .
Poleg tega, če je svetloba lahko delec in so fizikalna stanja lahko nedoločena, dokler jih ne opazimo, zakaj za vraga ne bi mogla biti informacija fizični in temeljni del vesolja?
Ta raziskava je bila objavljena v AIP Advances .