Голографическая Темная Информационная Энергия получает мой голос за лучшее сочетание загадочных теоретических концепций, выраженных в кратчайшем количестве слов - и просто, чтобы сохранить его интересным, это в основном энтропия.
Второй закон термодинамики требует, чтобы энтропия замкнутой системы не могла уменьшаться. Поэтому поместите кусок льда в горячую ванну, и второй закон требует, чтобы лед таял, а вода в ванне остывала - переводя систему из состояния термического неравновесия (низкая энтропия) в состояние теплового равновесия (высокая энтропия). В изолированной системе (или изолированной ванне) этот процесс может двигаться только в одном направлении и является необратимым.
Аналогичная идея существует в теории информации. Принцип Ландауэра гласит, что любое логически необратимое манипулирование информацией, такое как стирание одного бита информации, равносильно увеличению энтропии.
Так, например, если вы продолжаете фотокопировать фотокопию, которую вы только что сделали из изображения, информация на этом изображении ухудшается и в конечном итоге теряется. Но принцип Ландауэра заключается в том, что информация не столько теряется, сколько превращается в энергию, которая рассеивается в результате необратимого акта копирования копии.
Преобразуя это мышление в космологию, Гоф предлагает, чтобы по мере расширения Вселенной и снижения плотности процессы, насыщенные информацией, такие как образование звезд, также сокращались. Или, если выразить это более условно - по мере расширения Вселенной энтропия увеличивается, поскольку плотность энергии Вселенной неуклонно рассеивается в большем объеме. Кроме того, у гравитации меньше возможностей генерировать процессы с низкой энтропией, такие как образование звезд.
Таким образом, в расширяющейся вселенной происходит потеря информации - и по принципу Ландауэра эта потеря информации должна высвобождать рассеянную энергию - и Гоф утверждает, что эта рассеянная энергия объясняет компонент темной энергии текущей стандартной модели вселенной.
Есть рациональные возражения против этого предложения. Принцип Ландауэра действительно является выражением энтропии в информационных системах, которые можно математически смоделировать как будто они были термодинамическими системами. Это смелое утверждение сказать, что это имеет физическую реальность, а потеря информации действительно высвобождает энергию - и поскольку принцип Ландауэра выражает это как тепловую энергию, разве она не будет обнаруживаемой (то есть не темной)?
Существуют некоторые экспериментальные доказательства того, что потеря информации высвобождает энергию, но, возможно, это просто преобразование одной формы энергии в другую - аспект потери информации, представляющий собой переход от низкой к высокой энтропии, как того требует второй закон термодинамики. Предложение Гофа требует, чтобы «новая» энергия вводилась во вселенную из ниоткуда - хотя, чтобы быть справедливой, это в значительной степени то, чего требует текущая основная гипотеза темной энергии.
Тем не менее, Гоф утверждает, что математика информационной энергии гораздо лучше учитывает темную энергию, чем традиционная гипотеза квантовой энергии вакуума, которая предсказывает, что во вселенной должно быть на 120 порядков больше темной энергии, чем, по-видимому, есть.
Гоф подсчитывает, что информационная энергия в нынешнюю эпоху Вселенной должна примерно в 3 раза превышать ее текущее массово-энергетическое содержание - что близко соответствует текущей стандартной модели: 74% темной энергии + 26% всего остального.
Призыв голографического принципа не добавляет много к физике аргумента Гофа - возможно, именно там можно упростить управление математикой, удалив одно измерение. Голографический принцип гласит, что вся информация о физических явлениях, происходящих в трехмерной области пространства, может содержаться на двухмерной поверхности, ограничивающей эту область пространства. Подобно теории информации и энтропии, теоретики струн тратят много времени на борьбу, но в этом нет ничего плохого.
Дальнейшее чтение:
Гоф Голографическая Темная Информационная Энергия.
