Физик посчитал количество информации в наблюдаемой Вселенной

Shutterstock
Масса, скорость, заряд частицы — это все биты информации.

Физик Мелвин Вопсон из Портсмутского университета (Великобритания) количественно оценил объем информации во всей наблюдаемой Вселенной.

Исследование опубликовано в AIP Advances, коротко о нем рассказывает Science Alert.

Информация — это то, чем измеримо обладает вся материя и энергия. Правила, управляющие их существованием, такие как их масса, скорость или заряд, — это все биты информации. Мелвин Вопсон оценил, сколько информации хранит о себе одна элементарная частица, например электрон. Затем он использовал этот расчет для оценки ошеломляющего количества информации, содержащейся во всей наблюдаемой Вселенной.

Вопсон основывался на теории информации Клода Шеннона. Эта теория связывает энтропию (величину неопределенности в системе) с информацией: информационное содержание сообщения является мерой того, насколько сообщение сокращает неопределенность. Но разные типы сообщений имеют разные значения. Например, результат (сообщение) подбрасывания монеты содержит 1 бит информации: событие может быть либо орлом, либо решкой. Если взять монетку с двумя орлами на обеих сторонах, то результат выпадения содержит 0 бит информации, потому что он не добавляет ничего нового к тому, что мы уже знали.

Вопсон применил эти вычисления информационной энтропии к массе, заряду и спину протонов, нейтронов (и составляющих их кварков) и электронов. Он подсчитал, что каждая частица в наблюдаемой Вселенной содержит 1,509 бита информации. Затем он умножил это число на количество частиц во всей Вселенной.

Итак, во всей Вселенной примерно 6 х 1080 бит информации. Это, кстати, ниже, чем предыдущие оценки. Но Вопсон пояснил, что прошлые расчеты пытались учесть всю Вселенную, тогда как он ограничил свои вычисления только наблюдаемой ее частью, исключив античастицы и бозоны, отвечающие за взаимодействие, то есть передачу информации, а не за ее хранение.

«Но важно отметить, что информация также может храниться в других формах, в том числе на поверхности самой пространственно-временной ткани», — добавил физик. Он не исключает теории, что информация может быть пятым состоянием материи наряду с твердым телом, жидкостью, газом и плазмой. Или, что еще интереснее, информация может оказаться той самой темной материей, за которой давно — и пока безрезультатно — охотятся физики.

Физики измерили продолжительность жизни нейтрона с беспрецедентной точностью

Новосибирские ученые зафиксировали странные сигналы при поиске темной материи