Holographic Dark Information Energy erhält meine Stimme für die beste Mischung arkaner theoretischer Konzepte, die in kürzester Anzahl von Wörtern ausgedrückt werden - und um es interessant zu halten, geht es hauptsächlich um Entropie.
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik verlangt, dass die Entropie eines geschlossenen Systems nicht abnehmen kann. Lassen Sie also ein Stück Eis in ein heißes Bad fallen, und das zweite Gesetz verlangt, dass das Eis schmilzt und das Badewasser abkühlt. Dadurch wird das System aus einem Zustand thermischen Ungleichgewichts (niedrige Entropie) in einen Zustand thermischen Gleichgewichts (hohe Entropie) versetzt. In einem isolierten System (oder einem isolierten Bad) kann sich dieser Prozess nur in eine Richtung bewegen und ist irreversibel.
Eine ähnliche Idee existiert in der Informationstheorie. Landauers Prinzip besagt, dass jede logisch irreversible Manipulation von Informationen, wie das Löschen eines Informationsbits, einer Zunahme der Entropie gleichkommt.
Wenn Sie beispielsweise die Fotokopie, die Sie gerade von einem Bild erstellt haben, weiter fotokopieren, verschlechtern sich die Informationen in diesem Bild und gehen schließlich verloren. Landauers Prinzip besagt jedoch, dass die Informationen nicht so sehr verloren gehen, sondern in Energie umgewandelt werden, die durch den irreversiblen Vorgang des Kopierens einer Kopie abgeführt wird.
Gough übersetzt dieses Denken in eine Kosmologie und schlägt vor, dass mit der Ausdehnung des Universums und der Abnahme der Dichte auch informationsreiche Prozesse wie die Sternentstehung abnehmen. Oder konventioneller ausgedrückt: Wenn sich das Universum ausdehnt, nimmt die Entropie zu, da die Energiedichte des Universums stetig über ein größeres Volumen verteilt wird. Es gibt auch weniger Möglichkeiten für die Schwerkraft, Prozesse mit niedriger Entropie wie Sternentstehung zu erzeugen.
In einem expandierenden Universum gibt es also einen Informationsverlust - und nach Landauers Prinzip sollte dieser Informationsverlust dissipierte Energie freisetzen - und Gough behauptet, dass diese dissipierte Energie die dunkle Energiekomponente des aktuellen Standardmodells des Universums ausmacht.
Es gibt rationale Einwände gegen diesen Vorschlag. Landauers Prinzip ist wirklich ein Ausdruck der Entropie in Informationssystemen - die mathematisch modelliert werden kann als ob Sie waren thermodynamische Systeme. Es ist eine kühne Behauptung zu sagen, dass dies eine physische Realität hat und ein Informationsverlust tatsächlich Energie freisetzt - und da Landauers Prinzip dies als Wärmeenergie ausdrückt, wäre es dann nicht nachweisbar (d. H. Nicht dunkel)?
Es gibt einige experimentelle Hinweise darauf, dass Informationsverlust Energie freisetzt, aber es handelt sich wohl nur um die Umwandlung einer Energieform in eine andere - der Informationsverlustaspekt repräsentiert lediglich den Übergang von niedriger zu hoher Entropie, wie es der zweite Hauptsatz der Thermodynamik erfordert. Goughs Vorschlag verlangt, dass „neue“ Energie aus dem Nichts in das Universum eingeführt wird - obwohl dies fairerweise auch ziemlich genau das ist, was die aktuelle Mainstream-Hypothese der Dunklen Energie erfordert.
Dennoch behauptet Gough, dass die Mathematik der Informationsenergie die Dunkle Energie viel besser berücksichtigt als die traditionelle Quantenvakuum-Energiehypothese, die vorhersagt, dass es im Universum 120 Größenordnungen mehr Dunkle Energie geben sollte, als es anscheinend gibt.
Gough berechnet, dass die Informationsenergie in der aktuellen Ära des Universums etwa das Dreifache ihres aktuellen Massenenergiegehalts betragen sollte - was eng mit dem aktuellen Standardmodell von 74% Dunkler Energie + 26% allem anderen übereinstimmt.
Das Aufrufen des holographischen Prinzips trägt nicht viel zur Physik von Goughs Argumentation bei - vermutlich ist es darin enthalten, die Mathematik einfacher zu verwalten, indem eine Dimension entfernt wird. Das holographische Prinzip besagt, dass alle Informationen über physikalische Phänomene, die in einem 3D-Raumbereich stattfinden, auf einer 2D-Oberfläche enthalten sein können, die diesen Raumbereich begrenzt. Dies ist, wie Informationstheorie und Entropie, etwas, mit dem sich Stringtheoretiker viel beschäftigen - nicht, dass daran etwas falsch ist.
Weiterführende Literatur:
Gough Holographic Dark Information Energy.
