אסטרונומיה ללא טלסקופ - אנרגיית מידע כהה הולוגרפית

Pin
Send
Share
Send

אנרגיית המידע האפל ההולוגרפית מקבלת את הצבעתי לתמהיל הטוב ביותר של מושגים תיאורטיים ארקניים שבאים לידי ביטוי במספר הקצר ביותר של מילים - ורק כדי לשמור על זה מעניין, זה בעיקר נוגע לאנטרופיה.

החוק השני של התרמודינמיקה מחייב שהאנטרופיה של מערכת סגורה לא יכולה להיפגע. אז שחררו נתח קרח באמבט חם והחוק השני מחייב שהקרח יתמוסס ומי האמבט יתקררו - הזזת המערכת ממצב של חוסר שוויון תרמי (אנטרופיה נמוכה) לעבר מצב של שיווי משקל תרמי (אנטרופיה גבוהה). במערכת מבודדת (או אמבטיה מבודדת) תהליך זה יכול לנוע רק בכיוון אחד והוא בלתי הפיך.

רעיון דומה קיים בתורת המידע. העיקרון של לנדאואר אומר כי כל מניפולציה לוגית בלתי הפיכה של מידע, כגון מחיקת מעט מידע, משווה לגידול באנטרופיה.

כך למשל, אם תמשיכו להעתיק את הצילום שעשיתם כרגע מתמונה, המידע שבתמונה הזו משפיל ובסופו של דבר אבוד. אבל העיקרון של לנדאואר אומר שהמידע לא כל כך אבוד, כשהוא מומר לאנרגיה שמתפזרת על ידי המעשה הבלתי הפיך של העתקת עותק.

מתרגם חשיבה זו לקוסמולוגיה, Gough מציע שככל שהיקום מתרחב והצפיפות יורדת, גם תהליכים עשירים במידע כמו היווצרות כוכבים יורדים. או אם לומר זאת במונחים קונבנציונליים יותר - ככל שהיקום מתרחב, האנטרופיה גדלה מכיוון שצפיפות האנרגיה של היקום מתפזרת בהתמדה על פני נפח גדול יותר. כמו כן, יש פחות הזדמנויות לכוח המשיכה לייצר תהליכי אנטרופיה נמוכים כמו היווצרות כוכבים.

אז ביקום המתרחב יש אובדן מידע - ועל פי העיקרון של לנדאואר אובדן מידע זה אמור לשחרר אנרגיה מפוזרת - וגו טוען כי אנרגיה מפוזרת זו מהווה את מרכיב האנרגיה האפלה במודל הסטנדרטי הנוכחי של היקום.

יש התנגדויות רציונאליות להצעה זו. העיקרון של לנדאואר הוא באמת ביטוי לאנטרופיה במערכות מידע - שאפשר ליצור מודל מתמטי כאילו הם היו מערכות תרמודינמיות. זוהי טענה נועזת לומר שיש לזה מציאות פיזית ואובדן מידע אכן משחרר אנרגיה - ומכיוון שהעיקרון של לנדאואר מבטא זאת כאנרגיית חום, האם אז לא ניתן יהיה לזהות אותו (כלומר לא כהה)?

ישנן עדויות ניסיוניות לאובדן מידע המשחרר אנרגיה, אך ניתן לטעון שמדובר בהמרה של צורה אחת של אנרגיה לאחרת - היבט אובדן המידע בה רק מייצג את המעבר מאנטרופיה נמוכה לגבוהה, כנדרש בחוק השני של התרמודינמיקה. ההצעה של גוג מחייבת כי אנרגיה 'חדשה' תוחדר ליקום משום מקום - אם כי כדי להיות הוגנת, זה פחות או יותר מה שדורשת גם השערת האנרגיה האפלה המיינסטרים הנוכחית.

עם זאת, טוען גוך כי המתמטיקה של אנרגיית המידע עושה עבודה טובה בהרבה בהתחשב באנרגיה אפלה מאשר ההשערה של אנרגיית ואקום קוונטית, אשר צופה כי צריך להיות 120 סדרי גודל יותר אנרגיה אפלה ביקום מכפי שיש ככל הנראה.

גוך מחשבת כי אנרגיית המידע בעידן הנוכחי של היקום צריכה להיות בערך פי 3 מתכולתה האנרגטית המונית הנוכחית - שתואמת את המודל התקני הנוכחי של 74% אנרגיה כהה + 26% כל השאר.

הערת העיקרון ההולוגרפי לא מוסיפה הרבה לפיזיקה של הטיעון של גו - יש להניח שהיא נמצאת בכדי להקל על הניהול במתמטיקה על ידי הסרת מימד אחד. העיקרון ההולוגרפי קובע שכל המידע על תופעות פיזיות המתרחשות באזור תלת ממדי של החלל יכול להיות כלול על משטח דו מימדי הגובל באזור זה של החלל. זה, כמו תיאוריית מידע ואנטרופיה, זה משהו שרובבי תיאורטיקנים מבלים זמן רב בהתמודדות - לא שיש בזה משהו לא בסדר.

לקריאה נוספת:
אנרגיית מידע כהה הולוגרפית משובחת.

Pin
Send
Share
Send