Desde el comienzo de la era digital (alrededor de la década de 1970), los físicos teóricos han estado especulando sobre las posibles conexiones entre la información y el universo físico.Dado que toda la materia consiste en información que describe el estado de un sistema cuántico (también conocida como información cuántica), y que la información genética está codificada en el ADN, no es descabellado pensar que la realidad física puede ser representada por datos. .
Esto ha dado lugar a muchos experimentos mentales y paradojas en las que los investigadores han intentado estimar las capacidades de información del universo.En un estudio reciente, el Dr. Melvin M. Vopson – Matemático y profesor principalUniversidad de Portsmouth– proporcionó una nueva estimación de .cantidad de información codificadaEn toda la materia de partículas pesadas del universo (también conocida como materia ordinaria o “luminiscente”).
Un estudio que describe sus hallazgos fue publicado recientemente en la revista científica AIP Advances.Instituto Americano de Física(AIP).Aunque anteriormente se han hecho estimaciones sobre la cantidad de información codificada en el universo, Vopson fue el primero en recurrir a la teoría de la información (TI), un campo de estudio que se ocupa de la transmisión, el procesamiento, la extracción y la utilización de la información.
Este nuevo enfoque le permitió responder a una pregunta que surge en TI: “¿Por qué la información se almacena en el espacio y dónde está?”“¿Cuánta información se almacena en el universo?”Como Vopson explicó recientementeComunicado de prensa de la AIP:
“La capacidad de información del universo ha sido objeto de debate durante más de medio siglo.Aunque se han realizado varios intentos para estimar el contenido de información del universo, este documento describe un enfoque único que asume además la cantidad de información que se puede comprimir en una partícula elemental”.
Estudios similares han investigado la posibilidad de que la información pueda ser física y medible, pero el significado físico exacto de esta relación sigue siendo esquivo.Para resolver este problema, Vopson se basó en el trabajo del famoso matemático, ingeniero eléctrico y criptógrafo Claude Shannon, a quien se le llama “el padre de la era digital” por su trabajo pionero en la teoría de la información.
Shannon en 1948Teoría Matemática de la Comunicación”, adoptó el “bit” (un término introducido por Shannon) como unidad de medida.Esta no es la primera vez que Vopson explora la TI y los datos codificados físicamente.Anteriormente, describió cómo extrapolar las propiedades físicas de la información para producir una estimación de la masa de los datos en sí.
Este es su trabajo de 2019”Principio de equivalencia de masa-energía-información”, extiende la teoría de Einstein de la interrelación de la materia y la energía a los datos mismos.De acuerdo con TI, la investigación de Vopson se basó en el principio de que la información es física y que cualquier sistema físico puede registrar información.Llegó a la conclusión de que la masa de un bit individual de información a temperatura ambiente (300 K) es 3,19 × 10.-38kg (8.598 x 10-38libra).
Utilizando aún más el método de Shannon, Vopson determinó que cada partícula elemental en el universo observable tiene 1.509 bits de información codificada.“Esta es la primera vez que se aplica este enfoque para medir el contenido de información del universo y proporciona predicciones numéricas claras”, dijo.”Aunque no es del todo precisa, la predicción numérica ofrece una vía potencial hacia las pruebas experimentales”.
Primero, Vopson usó el conocido número de Eddington, que representa el número total de protones en el universo observable (la estimación actual es 1080).A partir de esto, Vopson derivó una fórmula para el número de todas las partículas elementales del universo.Luego ajustó sus estimaciones de cuánto contendría cada partícula en función de la temperatura de la materia observable (estrellas, planetas, medio interestelar, etc.).
A partir de esto, Vopson calculó que la cantidad total de información codificada corresponde a 6×10.80golpear.En términos computacionales, estos muchos bits equivalen a 7,5 × 10.59Zettabytes o 7,5 octodecilios zettabytes.Compare eso con los 64,2 zettabytes de datos generados en todo el mundo durante 2020.No hace falta decir que es una diferencia que solo puede describirse como ‘astronomía’.
Estos resultados se basan en el trabajo anterior de Vopson, que asumía que la información es el quinto estado de la materia (sólido, líquido, gas y plasma) y que la materia oscura en sí misma podría ser información.También son consistentes con muchos estudios realizados en los últimos años, todos intentando dilucidar cómo interactúan la información y las leyes de la física.
Esto involucra la forma en que la información sale de un agujero negro, conocida como la “paradoja de la información del agujero negro” y surge del hecho de que los agujeros negros emiten radiación.Esto significa que los agujeros negros pierden masa con el tiempo y no conservan información sobre la materia entrante (como se creía anteriormente).Ambos descubrimientos se atribuyen a Stephen Hawking, quien fue el primero en descubrir este fenómeno.halcones de radiación.”
Esto también plantea la teoría de cuerdas, que especula que la realidad física surge de la información, al igual que los hologramas de los proyectores, y la teoría holográfica, un principio de la gravedad cuántica.Y existe una interpretación más radical de esto conocida como teoría de la simulación. Esta teoría asume que todo el universo es una gigantesca simulación por computadora, probablemente creada por especies altamente desarrolladas para restringirnos a todos (generalmente “Hipótesis del planetario.”)
Como era de esperar, esta teoría presenta varios problemas, como la forma en que la antimateria y los neutrinos encajan en las ecuaciones.También hace ciertas suposiciones sobre cómo se transmite y almacena la información en el espacio para lograr un valor concreto.No obstante, ofrece un medio muy innovador y completamente nuevo de estimar el contenido de información del universo, desde las partículas elementales hasta la materia visible como un todo.
Combinado con la teoría de la información de Vopson que constituye el primer estado de la materia (o la materia oscura en sí misma), este trabajo proporciona una base sobre la cual construir, probar y refutar en futuras investigaciones.Además, las implicaciones a largo plazo de este estudio incluyen posibles explicaciones de la gravedad cuántica y la resolución de varias paradojas.
Otras lecturas:AIP,evolución de AIP