Физик Мелвин Вопсон из Портсмутского университета в Великобритании выдвинул необычную гипотезу: информация может обладать физической массой и быть пятым состоянием материи. Если его эксперимент окажется успешным, это способно изменить представления о фундаментальных законах природы и даже пролить свет на природу тёмной материи и тёмной энергии, пишет Popular Mechanics.
Фото из открытых источников / © GigaChat
Вопсон предлагает провести эксперимент, в котором пучок позитронов будет сталкиваться с электронами в металлическом образце. При аннигиляции этих частиц должна выделяться энергия, соответствующая их массе. Однако, по расчётам учёного, к этому добавится ещё и энергия, связанная с «стиранием» информации, содержащейся в частицах. В результате должны появиться два инфракрасных фотона с характерной длиной волны — их можно будет зафиксировать и отличить от других сигналов.
«Более того, это покажет, что наша Вселенная математична, и установит связь между математикой, вычислениями и материальным [или] физическим миром, — пишет Вопсон. — Это может радикально изменить наши представления о физике и других науках. Этот новый компонент материи во Вселенной может стать недостающим звеном в объяснении многих необъяснимых явлений, включая тёмную материю и тёмную энергию».
Для проведения эксперимента не требуется гигантский ускоритель частиц — достаточно замедлить позитроны до тепловых скоростей. По словам Вопсона, инфракрасные фотоны имеют уникальные признаки, что облегчает их обнаружение.
Идея о том, что информация обладает массой, не нова. Ещё в 1961 году Рольф Ландауэр предположил, что бит информации — это физическая величина с определённой энергией. Вопсон развил эту мысль, предложив принцип эквивалентности массы, энергии и информации. Согласно его расчётам, один бит цифровой информации при комнатной температуре имеет массу 3,19 × 10 -38 кг. Удаление терабайта данных приведёт к потере массы порядка 2,5 × 10 -25 кг — это сравнимо с массой протона.
Учёные считают, что каждая частица во Вселенной содержит определённое количество информации — своего рода «ДНК» материи. По оценкам Вопсона, во всей Вселенной содержится около 6 × 10 80 бит информации. Если информация действительно обладает массой, это может объяснить природу тёмной материи: её масса может быть обусловлена информацией, заключённой в фундаментальных частицах.
«Нам определённо нужно изучить космологические модели и попытаться включить в них этот новый компонент, чтобы объяснить динамику галактик и ускоренное расширение Вселенной», — отмечает Вопсон.
Его расчёты показывают, что масса информации в частицах может составлять значительную часть тёмной материи. Более того, если информация — фундаментальная составляющая Вселенной, это открывает путь к новым технологиям хранения данных и даже к гипотезе о том, что наш мир может быть компьютерной симуляцией.
Доказательство физической природы информации — первый шаг к решению проблемы стремительного роста объёмов цифровых данных и к пониманию самых глубоких тайн космоса.
