Kolik bitů informace obsahuje viditelný vesmír?  
Vesmír je plný částic. Britský fyzik Melvin Vopson, podle něhož by temná hmota mohla být vlastně informace, použil Shannonovu teorii informace a s její pomocí odhadl množství informace, které pojme elementární částice. Na základě toho odhaduje, že pozorovatelný vesmír obsahuje zhruba 6 krát 10 na 80 bitů informace. Jeho postup nabízí možnost experimentálního testování.
Kolik je informace ve vesmíru? Kredit: Pixabay, CC0.
Kolik je informace ve vesmíru? Kredit: Pixabay, CC0.

Žijeme v informačním věku. Není divu, že nás zajímá, jaké množství informace obsahuje vesmír. Informační kapacita vesmíru je ve skutečnosti horkým námětem odborných debat už od konce 70tých let a tohle téma popohání fyzikální výzkum v řadě odvětví. Za tu dobu se rovněž objevila řada odhadů množství informace ve vesmíru.

 

Melvin M. Vopson. Kredit: University of Portsmouth.
Melvin M. Vopson. Kredit: University of Portsmouth.

S novým odhadem přichází Melvin M. Vopson z britské University of Portsmouth, který podle svých slov použil unikátní přístup, založený na odhadu množství informace, které může být „nacpáno“ do jedné elementární částice. Vopson vychází ze Shannonovy teorie informace, s jejíž pomocí spočítal, že jedna elementární částice může pojmout 1,509 bitů informace. Nakonec dospěl k tomu, že pozorovatelný vesmír obsahuje přibližně 6 krát 1080 bitů informace. Vopson připouští, že jeho odhad nemusí být úplně přesný, ale nabízí prý slušný základ pro experimentální testy.

 

Soudobý fyzikální výzkum občas naráží na fenomén informace a bývají z toho problémy. Typickým příkladem je informační paradox černých děr, jehož podstatou je nejasný osud informace týkající se hmoty, kterou pozře singularita černé díry. Obecně totiž platí, že by informace neměla být nikdy zničena, ale zrovna u těchto extrémních gravitačních monster je těžké říct, jak to vlastně s informací je.

 

Logo. Kredit: University of Portsmouth.
Logo. Kredit: University of Portsmouth.

Reálná fyzikální povaha informace stále zůstává nejasná. Vopson ve svých dřívějších studiích navrhuje, že by informace mohla být dalším stavem hmoty a že by informace mohla být podstatou doposud záhadné temné hmoty. Ve svém novém výzkumu Vopson zohlednil i takzvané Eddingtonovo číslo, které udává odhad počtu protonů v pozorovatelném vesmíru. Jeho hodnota v současné době činí 1,57 krát 1079.

 

Vopsonův odhad ignoruje některé skupiny částic, například antičástice a neutrina. Rovněž vyslovuje některé „riskantní“ předpoklady o přenosu a uchovávání informace. Přesto jde o pozoruhodný nástroj k odhadování množství informace, které je obsažené v elementárních částicích. Vopsonův odhad bude možné experimentálně testovat a případně upravovat podle výsledků. Časem bychom mohli zjistit, zda je informace opravdu jedním ze stavů hmoty.

 

Literatura

American Institute of Physics Publishing 19. 10. 2021.

AIP Advances 11:105317.

Datum: 21.10.2021
Tisk článku

Související články:

Obrat v kvantové Shannonově teorii informace     Autor: Kamil Brádler (09.08.2008)
Žijeme v holografickém vesmíru? Podle nové studie to není vyloučeno     Autor: Stanislav Mihulka (02.02.2017)
Největší harddisky ve vesmíru? Černé díry by mohly být jako hologramy     Autor: Stanislav Mihulka (07.06.2020)



Diskuze:

Kolik velbloudů se vejde na špičku jehly?

Pop Ulides,2021-10-23 21:24:42

Vím, jak vypadá jehla a jak velbloud.
Ale nevím, jak si představit každý jeden bit informace uložený v atomu vodíku.

Odpovědět

tak už jen...

Eva M,2021-10-22 19:48:32

... toho elektryczného démona, co bude v obsažených informacích hledat ty smysluplné ...

Odpovědět

Nejpíš silně podhodnoceno, nebo špatně definováno

Mintaka Earthian,2021-10-21 21:46:55

Vzhledem k tomu, že informace může být kódována i do prostorových vazeb částic a jejich dalších atributů, odhaduji, že 6 krát 10 na 80 bitů informace by bylo uložitelných do jednoho holubího exkrementu.

A co víc, s dostatečně velkou dekódovací tabulkou by bylo stejné množství informace možné uložit pomocí 2 částic a jejich umístění v prostoru. Pan Planck doufám, neprotestuje.

Odpovědět

A co pole?

Viktor L.,2021-10-21 20:58:33

Ta úvaha vůbec nepočítá s polem, přitom pole přece také nese informaci - o minulé poloze částic. Můžeme se jistě bavit o tom, do jaké míry je ta informace korelovaná s aktuální polohou, ale odvozovat celkové množství informace pouze z počtu částic, to se mi hodně nezdá.

Odpovědět

Landauerův princip?

Jiří Gutman,2021-10-21 16:26:34

Jak mu to pak vychází z hlediska Landauerova principu?

https://cs.abcdef.wiki/wiki/Landauer%27s_principle

Odpovědět

Petr Golich,2021-10-21 14:32:39

Tak pan Verlinde s podobným konceptem přišel dříve.

Odpovědět

vlastně počet částic

Petr Petr,2021-10-21 13:08:38

Článek je více méně o odhadu počtu protonů, neutronů a elektronů ve viditelném vesmíru. Zdůvodňuje, proč nezahrnovat další známé částice. U hadronů pak vypočte koeficient na základě složení z kvarků.
Odhad je nejmenší číslo mezi odhady. Prý jde o kompresi informace. Ale počet částic nemůže být odhadem informace. Kombinace, jako jsou třeba molekuly, také obsahují informaci oproti jednotlivým atomům. Odhad je jen minimálním množstvím informace. Tyto částice jsou nezničitelné, tak k čemu je výsledek...

Odpovědět


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace