Dijital Çağın başlangıcından beri (yaklaşık 1970'ler), teorik fizikçiler bilgi ve fiziksel Evren arasındaki olası bağlantı hakkında spekülasyonlar yaptılar. Tüm maddelerin bir kuantum sisteminin durumunu (diğer bir deyişle kuantum bilgisi) tanımlayan bilgilerden oluştuğunu ve genetik bilginin DNA'mızda kodlandığını düşünürsek, fiziksel gerçekliğin verilerle ifade edilebileceğini düşünmek hiç de abartılı değil. .
Bu, araştırmacıların kozmosun bilgi kapasitesini tahmin etmeye çalıştığı birçok düşünce deneyine ve paradoksa yol açmıştır. Yakın tarihli bir çalışmada, Dr. Melvin M. Vopson – Matematikçi ve Kıdemli Öğretim Görevlisi Portsmouth Üniversitesi - yeni tahminler sundu ne kadar bilgi kodlanmış Evrendeki tüm baryonik maddede (aka. sıradan veya 'ışıklı' madde).
Araştırma bulgularını açıklayan çalışma, kısa süre önce bilimsel dergide yayınlandı.AIP Gelişmeleri,tarafından tutulan bir yayın Amerikan Fizik Enstitüsü (AIP). Evrendeki kodlanmış bilginin miktarı hakkında daha önce tahminler yapılmış olsa da, Vopson's, bilginin iletimi, işlenmesi, çıkarılması ve kullanımı ile ilgilenen bir çalışma alanı olan Bilgi Teorisine (BT) güvenen ilk kişidir.
Samanyolu'nun orta bölgesinden gelen verilerin çizimi. Kredi: UCLA SETI Grubu/Yuri Beletsky, Carnegie Las Campanas Gözlemevi
Bu yeni yaklaşım, onun BT'den kaynaklanan şu soruları ele almasına izin verdi: “Evrende neden bilgi depolanıyor ve bu nerede?” ve “Evrende ne kadar bilgi depolanıyor?” Vopson'ın yakın zamanda açıkladığı gibi AIP basın açıklaması :
'Evrenin bilgi kapasitesi yarım yüzyılı aşkın süredir bir tartışma konusu. Evrenin bilgi içeriğini tahmin etmek için çeşitli girişimlerde bulunuldu, ancak bu yazıda, ek olarak ne kadar bilginin tek bir temel parçacığa sıkıştırılabileceğini öne süren benzersiz bir yaklaşımı tarif ediyorum.'
Benzer araştırmalar bilginin fiziksel olma ve ölçülebilir olma olasılığını araştırırken, bu ilişkinin kesin fiziksel önemi belirsizliğini koruyor. Bu soruyu çözmeyi umarak Vopson, Bilgi Teorisindeki öncü çalışması nedeniyle “Dijital Çağın Babası” olarak adlandırılan ünlü matematikçi, elektrik mühendisi ve kriptograf Claude Shannon'ın çalışmasına güvendi.
Shannon, bilgiyi nicelleştirme yöntemini 1948'de '' başlıklı bir makalede tanımladı. Matematiksel Bir İletişim Kuramı 'bit'in (Shannon'un tanıttığı bir terim) bir ölçüm birimi olarak benimsenmesiyle sonuçlandı. Bu, Vopson'un BT'yi ve fiziksel olarak kodlanmış verileri ilk araştırması değildi. Daha önce, veri kütlesinin kendisi hakkında tahminler üretmek için bilginin fiziksel doğasının nasıl tahmin edilebileceğini ele aldı.
Bu, 2019 tarihli makalesinde açıklanmıştır, “ NSkütle-enerji-bilgidenklik ilkesi Einstein'ın madde ve enerjinin karşılıklı ilişkisi hakkındaki teorilerini verinin kendisine kadar genişleten ”. BT ile tutarlı olarak, Vopson'un çalışması, bilginin fiziksel olduğu ve tüm fiziksel sistemlerin bilgiyi kaydedebileceği ilkesine dayanıyordu. Oda sıcaklığında (300K) tek bir bilgi bitinin kütlesinin 3.19 × 10 olduğu sonucuna vardı.-38kg (8.598 x 10-38libre).
Kuantum bilgisi, fiziksel Evrenin verilerle ifade edilmesinin yollarından biridir..Kredi: Nottingham Üniversitesi
Shannon'ın yöntemini daha da ileri götüren Vopson, gözlemlenebilir Evrendeki her temel parçacığın 1.509 bit kodlanmış bilgiye eşdeğer olduğunu belirledi. 'Evrenin bilgi içeriğini ölçmek için bu yaklaşım ilk kez uygulanıyor ve net bir sayısal tahmin sağlıyor' dedi. 'Tamamen doğru olmasa bile, sayısal tahmin, deneysel testlere yönelik potansiyel bir yol sunuyor.'
İlk olarak, Vopson, gözlemlenebilir Evrendeki toplam proton sayısını ifade eden iyi bilinen Eddington sayısını kullandı (mevcut tahminler bunu 10'da gösteriyor).80). Bundan, Vopson, kozmostaki tüm temel parçacıkların sayısını elde etmek için bir formül türetmiştir. Daha sonra, gözlemlenebilir maddenin (yıldızlar, gezegenler, yıldızlararası ortam, vb.)
Bundan Vopson, toplam kodlanmış bilgi miktarının 6 × 10'a eşdeğer olduğunu hesapladı.80bit. Bunu hesaplama terimleriyle ifade etmek gerekirse, bu çok sayıda bit 7.5 × 10'a eşittir.59zettabayt veya 7,5 oktodesilyon zettabayt. Bunu, 2020 yılı boyunca dünya çapında üretilen 64,2 zettabayt veri miktarıyla karşılaştırın. Söylemeye gerek yok, bu ancak “astronomik” olarak tanımlanabilecek bir fark.
Bu sonuçlar, bilginin maddenin (katı, sıvı, gaz ve plazmanın yanı sıra) beşinci hali olduğunu ve Karanlık Maddenin kendisinin bilgi olabileceğini öne süren Vopson tarafından yapılan önceki çalışmalara dayanmaktadır. Ayrıca, son yıllarda yürütülen ve tümü bilgi ile fizik yasalarının nasıl etkileşime girdiğine ışık tutmaya çalışan birçok araştırmayla da tutarlılar.
Bu, 'Kara Delik Bilgi Paradoksu' olarak bilinen bilginin bir kara delikten nasıl çıktığını içerir ve kara deliklerin radyasyon yaymasından kaynaklanır. Bu, kara deliklerin zamanla kütle kaybettiği ve (önceden inanıldığı gibi) düşen madde bilgisini korumadığı anlamına gelir. Her iki keşif de, bu fenomeni ilk keşfeden Stephen Hawking'e atfedilir ve uygun bir şekilde '' olarak adlandırılır. Hawking Radyasyonu '
Bu aynı zamanda, bir hologramın bir projektörden ortaya çıkması gibi, fiziksel gerçekliğin bilgiden doğduğunu öne süren sicim teorisi ve kuantum yerçekiminin bir ilkesi olan holografik teoriyi de gündeme getiriyor. Ve bunun Simülasyon Teorisi olarak bilinen daha radikal bir yorumu var; bu, tüm Evrenin, belki de hepimizi kapsamak için oldukça gelişmiş bir tür tarafından yaratılmış dev bir bilgisayar simülasyonu olduğunu varsayar (genellikle 'olarak bilinir'. Planetaryum Hipotezi . ”)
Beklendiği gibi, bu teori, antimadde ve nötrinoların denkleme nasıl uyduğu gibi bazı problemler sunuyor. Ayrıca somut değerler elde etmek için Evrenimizde bilginin nasıl aktarıldığı ve depolandığı hakkında bazı varsayımlarda bulunur. Bununla birlikte, temel parçacıklardan bir bütün olarak görünür maddeye kadar Evrenin bilgi içeriğini tahmin etmek için çok yenilikçi ve tamamen yeni bir araç sunar.
Vopson'un maddenin ilk halini (veya Karanlık Maddenin kendisini) oluşturan bilgi hakkındaki teorileriyle birleştiğinde, bu araştırma gelecekteki çalışmaların üzerine inşa edebileceği, test edebileceği ve yanlışlayabileceği bir temel sunuyor. Dahası, bu araştırmanın uzun vadeli sonuçları, kuantum yerçekimi için olası bir açıklamayı ve çeşitli paradoksların çözümlerini içeriyor.
Daha fazla okuma: AIP , AIP Gelişmeleri