Определено количество информации во всей видимой Вселенной

Ученые давно подозревали связь между информацией и физической вселенной, с различными парадоксами и мысленными экспериментами, используемыми для изучения того, как и почему информация может быть закодирована в физической материи.

Цифровая эпоха продвинула эту область исследований, предполагая, что решение этих вопросов может иметь реальные приложения во многих областях физики и вычислений.

В AIP Advances математик из Портсмутского университета пытается пролить свет на то, сколько именно этой информации существует, и представляет численную оценку количества закодированной информации материи во всей видимой Вселенной — примерно в 6 х 10⁸⁰ бит информации.

Хотя это не первая оценка такого рода, подход этого исследования основан на теории информации.

«Информационная емкость Вселенной является предметом дискуссий более полувека», — сказал автор работы Мелвин Вопсон. «Были разные попытки оценить информационное содержание Вселенной, но в своей работе я описываю уникальный подход, который дополнительно постулирует, сколько информации можно сжать в одну элементарную частицу».

Чтобы произвести оценку, автор использовал теорию информации Шеннона, чтобы количественно оценить количество информации, закодированной в каждой элементарной частице в наблюдаемой Вселенной, как 1,509 бит информации.

Математик Клод Шеннон, которого называют отцом цифровой эпохи из-за его работы в области теории информации, определил этот метод количественной оценки информации в 1948 году.

«Впервые такой подход был применен к измерению информационного содержания Вселенной, и он обеспечивает четкое численное прогнозирование», — сказал Мелвин Вопсон. «Даже если это не совсем точно, численное предсказание открывает потенциальные возможности для экспериментального тестирования».

Недавние исследования проливают свет на способы взаимодействия информации и физики, например, как информация выходит из черной дыры. Однако точное физическое значение информации остается неуловимым, но несколько радикальных теорий утверждают, что информация носит физический характер и может быть измерена.

В предыдущих работах Мелвин Вопсон постулировал, что информация — это пятое состояние материи наряду с твердым телом, жидкостью, газом и плазмой, и неуловимая темная материя может быть информацией. Исследование Вопсона также включало вывод формулы, которая точно воспроизводит хорошо известное число Эддингтона, общее количество протонов в наблюдаемой Вселенной.

Хотя подход в этом исследовании игнорировал античастицы и нейтрино и делал определенные предположения о передаче и хранении информации, он предлагает уникальный инструмент для оценки содержания информации на элементарную частицу.

Теперь для проверки и уточнения этих предсказаний можно использовать практические эксперименты, включая исследования, призванные доказать или опровергнуть гипотезу о том, что информация является пятым состоянием материи во Вселенной.

Работа была опубликована в AIP Advances.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в октябре 2021 года.