19 اکتبر 2021، توسط موسسه فیزیک آمریکا اعتبار: CC0 دامنه عمومی
محققان مدت‌هاست که به ارتباط بین اطلاعات و جهان فیزیکی، با پارادوکس‌های مختلف و آزمایشات فکر می‌کنند که چگونه یا چرا می‌توان اطلاعات را در مواد فیزیکی رمزگذاری کرد. عصر دیجیتال این زمینه را پیش برد و نشان داد که پاسخ این سوالات تحقیق می‌تواند کاربردهای ملموسی در شاخه‌های مختلف فیزیک و محاسبات داشته باشد.
در AIP Advances، یکی از محققان دانشگاه پورتسموث سعی می‌کند دقیقاً مقدار این اطلاعات را روشن کند و برآورد عددی برای میزان اطلاعات رمزگذاری شده در تمام مواد قابل مشاهده در جهان ارائه می‌دهد – تقریباً 6 برابر 10 به توان 80 بیت اطلاعات اگرچه این اولین برآورد در نوع خود نیست، اما رویکرد این مطالعه بر نظریه اطلاعات متکی است.
Melvin M. Vopson، نویسنده، می‌گوید: «ظرفیت اطلاعاتی جهان بیش از نیم قرن است که مورد بحث است. تلاش‌های مختلفی برای برآورد محتوای اطلاعات جهان انجام شده است، اما در این مقاله، من یک رویکرد منحصر به فرد را توصیف می‌کنم که علاوه بر آن فرض می‌کند که چه مقدار اطلاعات را می‌توان در یک ذره ابتدایی فشرده کرد.»
برای تهیه برآورد، نویسنده از نظریه اطلاعات شانون برای تعیین مقدار اطلاعات کد شده در هر ذره اولیه در جهان قابل مشاهده به عنوان 1.509 بیت اطلاعات استفاده کرد. کلود شنون، ریاضیدان، که به عنوان پدر عصر دیجیتال نامیده می‌شود، به دلیل فعالیت در نظریه اطلاعات، این روش را برای کمی کردن اطلاعات در سال 1948 تعریف کرد.
وپسون می‌گوید: «این اولین بار است که این روش در اندازه گیری محتوای اطلاعات جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و پیش‌بینی عددی روشنی را ارائه می‌دهد. حتی اگر کاملاً دقیق نباشد، پیش بینی عددی راهی بالقوه برای آزمایش آزمایشی ارائه می‌دهد.»
تحقیقات اخیر روش‌های ارتباط اطلاعات و فیزیک مانند نحوه خروج اطلاعات از یک سیاهچاله را روشن می‌کند. با این حال، اهمیت فیزیکی دقیق اطلاعات مبهم است، اما چندین نظریه رادیکال ادعا می‌کنند که اطلاعات فیزیکی است و قابل اندازه گیری است.
در مطالعات قبلی، اطلاعات فرض شده توسط وپسون حالت پنجم ماده در کنار جامد، مایع، گاز و پلاسما است و این ماده تاریک گریزان می‌تواند اطلاعات باشد. مطالعه وپسون همچنین مشتق از یک فرمول است که دقیقاً عدد معروف ادینگتون، یعنی تعداد کل پروتون‌ها در جهان قابل مشاهده را تولید می‌کند.
در حالی که رویکرد در این مطالعه ضد ذرات و نوترینوها را نادیده گرفت و مفروضات خاصی در مورد انتقال و ذخیره اطلاعات داشت، اما یک ابزار منحصر به فرد برای برآورد محتوای اطلاعات در هر ذره ابتدایی ارائه می‌دهد. اکنون می‌توان از آزمایش‌های عملی برای آزمایش و اصلاح این پیش‌بینی‌ها استفاده کرد، از جمله تحقیقات برای اثبات یا رد این فرضیه که اطلاعات پنجمین حالت ماده در جهان است.
https://phys.org
