За последние 24 часа люди загрузили на YouTube более 720 000 часов видеозаписи. Согласно расчетам, сделанным несколько лет назад физиком Университета Портсмута Мелвином Вопсоном, эта буквальная масса визуальных образов наряду с полумиллиардом твитов, бесчисленными текстами, миллиардами сообщений WhatsApp и каждым другим битом и байтом информации, которую создает общество, может сделать нашу планету тяжелее.

Это дикая концепция, которая вряд ли будет принята без доказательств. Эксперимент, недавно предложенный Вопсоном на основе взрывов антивещества, может каким-то образом убедить научное сообщество в том, что информация может не только иметь массу, но и быть странным новым состоянием материи.

Теория информации – непростая концепция для ее понимания. Мы можем легко представить себе загрузку кода единиц и нулей, который сообщает компьютеру, какие звуки и изображения он должен отображать, но информация также может быть применена к нецифровым вещам, таким как частицы.

В начале 1960-х годов немецко-американский физик Рольф Ландауэр предсказал минимальное изменение энергии для стирания информации из любой системы. Хотя это может показаться странным сценарием, последствия его глубоки, связывая потерю информации с изучением теплового излучения на фундаментальном уровне. Эксперименты на протяжении многих лет поддерживали рассуждения Ландауэра вплоть до квантового уровня, предполагая, что есть хотя бы что-то в фундаментальном количестве энергии, связанном с изменением информации.

Если принять во внимание расчеты Эйнштейна, как это делает Вопсон, это фундаментальное изменение энергии должно приравниваться к изменению массы, то есть вся информация, которую общество создает ежедневно, вносит крошечное, но ненулевое количество массы на планету.

Доведенное до крайности экспоненциальное накопление видео, цифровых записей в Википедии, твитов и так далее приведет к некоторым шокирующим последствиям в далеком будущем. Мало того, что у людей может закончиться материал для хранения всех этих данных, но неограниченный цифровой рост также будет означать, что значительная часть массы Земли в конечном итоге будет в форме цифровой информации. Фактически, через 350 лет некоторые эксперты предсказывают, что вес наших цифровых битов может перевесить все атомы на Земле.

Когда-то настанет день информационного кризиса. Такой сценарий и теория могут изменить то, как ученые вычисляют массу при определенных обстоятельствах, что приведет к новым теориям, которые могут дать лучшее представление о природе темной материи. Обнаружение невероятно мелких сдвигов в массе, ожидаемых для современных информационно-плотных систем хранения, все еще выходит за рамки наших возможностей на данный момент, оставляя лишь гипотезы.

Новый эксперимент, предложенный Вопсоном, может изменить все это, применив предсказание Ландауэра к элементарным частицам. Если предположить, что общая масса электрона состоит из его внутренней энергии покоя и крошечной информации о себе, он теоретически будет излучать предсказуемый спектр энергии в виде брызг фотонов, выпущенных при встрече с его коллегой из антивещества – позитроном. Известно, что когда сталкивается частица материи с частицей антиматерии, они уничтожают друг друга. И информация от частицы должна куда-то выйти, когда она уничтожается.

Поиск очень специфических длин волн излучения при аннигиляции нагруженного информацией электрона затянет связи между информацией как формой энергии внутри частиц, а не как какой-то другой особенностью термодинамики в более широкой системе. Обнаружение какого-то внутреннего, основанного на информации энергетического компонента в качестве фундаментальной характеристики материи также может квалифицироваться как новый вид физического состояния.

Мало того, что атомы могут объединяться как твердые тела, течь как жидкости и газы, рассеиваться как плазма и гармонизироваться как конденсаты Бозе-Эйнштейна, они могут уменьшить беспорядок как носители информации. Пока эксперимент не будет проведен, гипотеза останется спорной, если не интригующей идеей. Но если это окажется правдой, последствия могут быть действительно шокирующими.

Фото превью / Note Thanun / unsplash.com

Цифровые данные могут повлиять на массу Земли с точки зрения физики