Holograficzna Ciemna Informacja Energia dostaje mój głos na najlepszą mieszankę tajemnych pojęć teoretycznych wyrażonych w jak najkrótszej liczbie słów - i żeby była interesująca, chodzi głównie o entropię.
Druga zasada termodynamiki wymaga, aby entropia systemu zamkniętego nie mogła się zmniejszyć. Tak więc wrzuć kawałek lodu do gorącej kąpieli, a drugie prawo wymaga, aby lód się stopił, a woda w kąpieli ochłodziła się - przenosząc system ze stanu nierównowagi termicznej (niska entropia) do stanu równowagi termicznej (wysoka entropia). W izolowanym systemie (lub izolowanej kąpieli) proces ten może przebiegać tylko w jednym kierunku i jest nieodwracalny.
Podobny pomysł istnieje w teorii informacji. Zasada Landauera głosi, że każda logicznie nieodwracalna manipulacja informacją, taka jak usunięcie jednego bitu informacji, oznacza wzrost entropii.
Na przykład, jeśli nadal kopiujesz fotokopię właśnie wykonaną z obrazu, informacja na tym obrazie ulega degradacji i ostatecznie zostaje utracona. Ale zasada Landauera głosi, że informacje nie są tak bardzo tracone, lecz przekształcane w energię, która jest rozpraszana przez nieodwracalne kopiowanie kopii.
Przekładając to myślenie na kosmologię, Gough proponuje, że wraz z rozszerzaniem się wszechświata i zmniejszaniem się gęstości, procesy bogate w informacje, takie jak tworzenie gwiazd, również maleją. Lub mówiąc bardziej konwencjonalnie - w miarę rozszerzania się wszechświata entropia wzrasta, ponieważ gęstość energii wszechświata jest stopniowo rozpraszana w większej objętości. Ponadto grawitacja ma mniejsze możliwości generowania procesów o niskiej entropii, takich jak tworzenie gwiazd.
Tak więc w rozszerzającym się wszechświecie występuje utrata informacji - i zgodnie z zasadą Landauera ta utrata informacji powinna uwalniać rozproszoną energię - a Gough twierdzi, że ta rozproszona energia stanowi składnik ciemnej energii obecnego standardowego modelu wszechświata.
Istnieją racjonalne zastrzeżenia do tej propozycji. Zasada Landauera jest naprawdę wyrazem entropii w systemach informatycznych - które można modelować matematycznie jakby były to systemy termodynamiczne. Śmiałe jest twierdzenie, że ma to fizyczną rzeczywistość, a utrata informacji faktycznie uwalnia energię - a skoro zasada Landauera wyraża to jako energię cieplną, czy nie byłaby wtedy wykrywalna (tj. Nie ciemna)?
Istnieją pewne eksperymentalne dowody utraty energii uwalniającej informację, ale prawdopodobnie jest to po prostu konwersja jednej formy energii w drugą - aspekt utraty informacji reprezentuje jedynie przejście od niskiej do wysokiej entropii, zgodnie z drugą zasadą termodynamiki. Propozycja Gougha wymaga, aby „nowa” energia została wprowadzona do wszechświata znikąd - chociaż, mówiąc uczciwie, jest to w zasadzie to, czego wymaga obecna hipoteza głównego nurtu ciemnej energii.
Niemniej jednak Gough twierdzi, że matematyka energii informacyjnej znacznie lepiej radzi sobie z rozliczaniem ciemnej energii niż tradycyjna hipoteza kwantowej energii próżni, która przewiduje, że we wszechświecie powinno być o 120 rzędów wielkości więcej ciemnej energii, niż się wydaje.
Gough oblicza, że energia informacji w obecnej erze wszechświata powinna być około 3 razy większa niż jej obecna zawartość masy i energii - co jest ściśle zgodne z obecnym standardowym modelem 74% ciemnej energii + 26% wszystkiego innego.
Przywołanie zasady holograficznej nie dodaje wiele do fizyki argumentu Gougha - przypuszczalnie ma ona na celu ułatwienie zarządzania matematyką poprzez usunięcie jednego wymiaru. Holograficzna zasada głosi, że wszystkie informacje o zjawiskach fizycznych zachodzących w obszarze 3D przestrzeni mogą być zawarte na powierzchni 2D ograniczającej ten obszar przestrzeni. To, podobnie jak teoria informacji i entropia, jest czymś, z czym teoretycy strun spędzają dużo czasu na zmaganiu się - nie żeby nie było w tym nic złego.
Dalsza lektura:
Gough Holographic Dark Information Energy.
