Los investigadores llevan mucho tiempo sospechando que existe una conexión entre la información y el universo físico, con diversas paradojas y experimentos mentales utilizados para explorar cómo o por qué la información podría estar codificada en la materia física. La era digital impulsó este campo de estudio, sugiriendo que la resolución de estas cuestiones de investigación podría tener aplicaciones tangibles en múltiples ramas de la física y la informática.
En AIP Advances un investigador de la Universidad de Portsmouth intenta arrojar luz sobre la cantidad exacta de esta información que existe y presenta una estimación numérica de la cantidad de información codificada en toda la materia visible del universo: aproximadamente 6 veces 10 a la potencia de 80 bits de información. Aunque no es la primera estimación de este tipo, el enfoque de este estudio se basa en la teoría de la información.
La capacidad de información del universo ha sido un tema de debate durante más de medio siglo, afirma el autor Melvin M. Vopson. Ha habido varios intentos de estimar el contenido de información del universo, pero en este trabajo describo un enfoque único que postula además cuánta información podría comprimirse en una sola partícula elemental.
Para realizar la estimación, el autor utilizó la teoría de la información de Shannon para cuantificar la cantidad de información codificada en cada partícula elemental del universo observable como 1,509 bits de información. El matemático Claude Shannon, llamado el padre de la era digital por su trabajo en la teoría de la información, definió este método para cuantificar la información en 1948.
Es la primera vez que se adopta este enfoque para medir el contenido de información del universo, y proporciona una predicción numérica clara, afirma Vopson. Aunque no sea del todo exacta, la predicción numérica ofrece una vía potencial para la comprobación experimental.
Las investigaciones recientes arrojan luz sobre las formas en que interactúan la información y la física, como por ejemplo la forma en que la información sale de un agujero negro. Sin embargo, el significado físico preciso de la información sigue siendo esquivo, pero múltiples teorías radicales sostienen que la información es física y puede medirse.
En estudios anteriores, Vopson postuló que la información es un quinto estado de la materia junto con el sólido, el líquido, el gas y el plasma, y que la esquiva materia oscura podría ser información. El estudio de Vopson también incluía la derivación de una fórmula que reproduce con precisión el conocido número de Eddington, el número total de protones en el universo observable.
Aunque el enfoque de este estudio ignora las antipartículas y los neutrinos y hace ciertas suposiciones sobre la transferencia y el almacenamiento de información, ofrece una herramienta única para estimar el contenido de información por partícula elemental. Ahora se pueden utilizar experimentos prácticos para probar y refinar estas predicciones, incluyendo la investigación para probar o refutar la hipótesis de que la información es el quinto estado de la materia en el universo.
Fuentes
AIP Advances | Melvin M. Vopson, «Estimation of the information contained in the visible matter of the universe«, AIP Advances 11, 105317 (2021) doi.org/10.1063/5.0064475
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