Der Physiker behauptet, dass digitale Daten die Masse der Erde um einen winzigen Betrag verändern können

In den letzten 24 Stunden haben Menschen mehr als 720.000 Stunden Filmmaterial auf YouTube hochgeladen.

Nach Berechnungen des Physikers Melvin Fobson von der University of Portsmouth vor einigen Jahren könnte diese buchstäbliche Masse an Bildern – zusammen mit einer halben Milliarde Tweets, unzähligen Texten, Milliarden von WhatsApp-Nachrichten und jedem Bit an Informationen, das wir erstellt haben – unseren Planeten ausmachen eine Spur schwerer.

Es ist ein wildes Konzept, das ohne viele Beweise wahrscheinlich nicht akzeptiert wird. Ein kürzlich von Vopson vorgeschlagenes Experiment basiert auf Antimaterie Explosionen können dazu beitragen, die wissenschaftliche Gemeinschaft davon zu überzeugen, dass Informationen nicht nur Masse haben, sondern auch etwas seltsam Neues sein können. Aggregatszustand.

Die Informationstheorie ist kein leicht zu verstehendes Konzept. Wir können uns leicht vorstellen, einen Code aus Einsen und Nullen herunterzuladen, der unserem Computer mitteilt, welche Töne und Bilder angezeigt werden sollen, aber Informationen können auch auf nicht digitale Objekte angewendet werden, z. B. Eigenschaften, die Partikeln mitteilen, wie sie sich verhalten sollen.

Dies macht es zu einem wichtigen Faktor bei der Beschreibung von Dingen wie dem Maß an Ordnung und Energieänderungen, aus denen ein System besteht.

In den frühen 1960er Jahren ein deutsch-amerikanischer Physiker Rolf Landauer erwarten Minimale Leistungsänderung zum Löschen von Informationen aus jedem Systemtyp. Obwohl es wie eine einfache Erkenntnis erscheinen mag, sind die Auswirkungen tiefgreifend und verknüpfen den Informationsverlust mit der Emission von Wärmestrahlung auf einer grundlegenden Ebene.

Experimente im Laufe der Jahre haben Landauers Argumentation gestützt, Bis auf die quantitative Ebenewas darauf hindeutet, dass es zumindest etwas mit der Menge an grundlegender Energie zu tun hat, die mit sich ändernden Informationen verbunden ist.

Wenn wir wie Fobson auch Einsteins Berechnungen berücksichtigen, muss diese grundlegende Energieänderung einer Massenänderung entsprechen, was bedeutet, dass alle Informationen, die wir jeden Tag erstellen, eine winzige, aber von Null verschiedene Menge an Masse zum Planeten beitragen.

Extrem betrachtet, wird die exponentielle Anhäufung von Katzenvideos, Wikipedia-Einträgen, Twitter-Beef und TikTok-Autoliedern in ferner Zukunft einige schockierende Ergebnisse hervorbringen. Uns kann nicht nur das Material ausgehen, um all diese Daten zu speichern, sondern ungehindertes digitales Wachstum wird auch bedeuten, dass ein erheblicher Teil der Erdmasse in Form digitaler Informationen enden wird.

Tatsächlich sagen einige Experten voraus, dass unsere digitalen Bits innerhalb von 350 Jahren mehr wiegen könnten als alle Atome auf der Erde.

Unabhängig von Weltuntergangsszenarien für eine Informationskrise könnte eine solche Theorie die Berechnung der Masse unter bestimmten Bedingungen ändern und zu neuen Theorien führen, die uns eine bessere Vorstellung von der Natur der Masse geben könnten Dunkle Materie.

Unglaublich subtile Verschiebungen in der prognostizierten Masse der heutigen informationsintensiven Speichersysteme zu erkennen, übersteigt immer noch unsere Fähigkeit, die Hypothese – vorerst – im „Think-Spaß“-Korb zu belassen.

Aber ein neues von Fobson vorgeschlagenes Experiment könnte all das ändern, indem es Landauers Vorhersage auf Elementarteilchen anwendet.

Angenommen, die Gesamtmasse des Elektrons besteht aus seiner intrinsischen Ruheenergie und ein paar Informationen über sich selbst, dann würde es theoretisch ein vorhersagbares Energiespektrum in Form eines Strahls von Photonen emittieren, die beim Auftreffen auf sein Antimaterie-Gegenstück, das Positron, freigesetzt werden.

„Die Information in einem Elektron ist 22 Millionen Mal kleiner als seine Masse, aber wir können den Informationsgehalt messen, indem wir ihn löschen“, sagen Fobson.

„Wir wissen, dass sie sich gegenseitig vernichten, wenn ein Materieteilchen mit einem Antimaterieteilchen kollidiert. Die Information des Teilchens muss irgendwo hingehen, wenn es zerstört wird.“

Die Suche nach sehr spezifischen Strahlungswellenlängen in einer informationsgeladenen Elektronenvernichtung würde die Verbindungen zwischen Information als Energieform innerhalb der Teilchen festigen und nicht als weiteren Vorteil. Thermodynamik innerhalb eines breiteren Systems.

Das Auffinden einer Art intrinsischer Energiekomponente auf der Grundlage von Informationen als wesentliches Merkmal von Materie kann auch als eine neue Art von physikalischem Zustand angesehen werden.

Atome können sich nicht nur als Festkörper vereinen, als Flüssigkeiten und Gase fließen, sich als Plasmen auflösen und als verschmelzen Bose-Einstein-Kondensatorenkönnen sie als Informationsträger Unordnung reduzieren.

Bis das Experiment durchgeführt wird, bleibt die Hypothese eine umstrittene, wenn auch faszinierende Idee. Aber wenn sich das als wahr herausstellt, könnten die Folgen wirklich schlimm sein.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Voraus AIP.