Цифровите данни могат да променят масата на Земята съвсем мъничко, твърди физик

(milindri/iStock/Getty Images Plus)

През изминалите 24 часа хората са качили повече от 720 000 часа кадри в YouTube.

Според изчисленията, направени преди няколко години от физика от университета в Портсмут Мелвин Вопсън, тази буквална маса от визуални изображения – заедно с половин милиард туитове, безброй текстове, милиарди съобщения в WhatsApp и всеки друг бит и байт информация, която сме създали - може да бъдеправейки нашата планетаедно докосване по-тежко.

Това е дива концепция, която е малко вероятно да бъде приета без много доказателства. Експеримент, предложен наскоро от Vopson, базиран на антиматерия експлозиите може да донякъде убедят научната общност, че информацията може не само да има маса, но и че може да бъде странно ново състояние на материята .

Теорията на информацията не е лесна за смилане концепция. Можем лесно да си представим изтеглянето на код от единици и нули, който казва на нашия компютър какви звуци и изображения да показва, но информацията може да се приложи и към нецифрови неща, като характеристики, които казват на частиците как да се държат.

Това го прави важен фактор при описването на неща като количеството на реда и промените в енергията, съставляваща система.

В началото на 60-те години на ХХ век германско-американският физик Ролф Ландауер прогнозира а минимална промяна в енергията за изтриване на информация от всякакъв вид система . Въпреки че може да изглежда като малко осъзнаване, последиците са дълбоки, свързвайки загубата на информация сизлъчване на топлинно излъчване на фундаментално ниво.

Експериментите през годините подкрепиха разсъжденията на Ландауер, чак до квантово ниво , което предполага, че има поне нещо във фундаменталното количество енергия, свързано с промяната на информацията.

Ако също вземем предвид изчисленията на Айнщайн, както прави Vopson, тази фундаментална промяна в енергията трябва да се равнява на промяна в масата, което означава, че цялата информация, която създаваме всеки ден, допринася с малко, но ненулево количество маса на планетата .

Доведено до крайност, експоненциалното натрупване на видеоклипове с котки, записи в Wikipedia, бифове в Twitter и пеене на коли в TikTok ще доведе до някои шокиращи последици в далечното бъдеще. Не само, че можем да изчерпим материал, за да задържим всички тези данни, но неограниченият цифров растеж също би означавал, че значителна част от масата на Земята в крайна сметка ще бъде под формата на цифрова информация.

Всъщност след 350 години някои експерти прогнозират, че теглото на нашите цифрови битове може да надхвърли всички атоми на Земята.

Ако оставим настрана сценариите за съдния ден на информационна криза, подобна теория може да промени начина, по който изчисляваме масата при определени обстоятелства, което води до нови теории, които могат да ни дадат по-добра представа за естеството на тъмна материя .

Откриването на невероятно дребните промени в масата, очаквани за днешните системи за съхранение с гъста информация, все още е далеч отвъд възможностите ни – засега – оставяйки хипотезата в кошницата „забавление за мислене“.

Но нов експеримент, предложен от Vopson, може да промени всичко това, прилагайки предсказанието на Ландауер към елементарните частици.

Ако приемем, че общата маса на един електрон се състои от присъщата му енергия на покой и малка част от информацията за себе си, той теоретично би излъчил предсказуем спектър от енергия в пръскането на фотони, освободени при срещата с антиматерийния си двойник, позитрона.

„Информацията в един електрон е 22 милиона пъти по-малка от масата му, но можем да измерим информационното съдържание, като го изтрием“, казва Вопсън.

„Знаем, че когато сблъскате частица материя с частица антиматерия, те се унищожават една друга. И информацията от частицата трябва да отиде някъде, когато бъде унищожена.

Търсенето на много специфичните дължини на вълните на радиация при унищожаването на натоварен с информация електрон би затегнало връзките между информацията като форма на енергия в частиците, а не като някаква друга характеристика на термодинамика в рамките на по-широка система.

Намирането на някакъв вид присъщ, базиран на информация енергиен компонент като фундаментална характеристика на материята може също да се квалифицира като нов вид физическо състояние.

Не само атомите могат да се обединяват като твърди вещества, да текат като течности и газове, да се разпръскват като плазми и да се хармонизират като Кондензати на Бозе-Айнщайн , те могат да намалят безпорядъка като носители на информация.

Докато експериментът не бъде проведен, хипотезата ще остане спорна, макар и интригуваща идея. Но ако се окаже вярно, последствията могат да бъдат наистина огромни.

Това изследване е публикувано в AIP напредък .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.