可观察宇宙占总宇宙是多少,可观察宇宙的分子总数

自打数字时代逐渐(约 1970 时代)至今,基础理论科学家一直在推断信息与物理学宇宙中间很有可能出现的联络。充分考虑全部产品全是由叙述量子科技系统状态的信息构成的(别名量子科技信息),而且基因遗传信息编号在人们的 DNA 中,因而,觉得物理学实际可以用数据信息表述并不苍白无力。

这也致使了很多思维实验和谬论,研究工作人员逐渐尝试估计宇宙的信息容积。在近期的一项研究中,朴茨茅斯高校的一位数学家梅尔文·M·沃普森(Melvin M.Vopson)博士对宇宙中全部重子化学物质(别名:一般或“发亮”化学物质)中编号的信息量给予了新的估计。

此项研究的結果发表在国外物理会(AIP)举办的科学期刊《AIP进展》上。尽管,以前早已对宇宙中编号信息的总数得到了估计,但沃普森博士是第一个依靠信息基础理论(IT)研究行业的人,该行业涉及到信息的传送,解决,获取和运用。

这类有创意的方式使他能处理 IT 造成的难题,即:“为何宇宙中存放了信息,它在哪儿?”及其“宇宙中存放了是多少信息?”对于此事,沃普森博士表述道:

“大半个多新世纪至今,宇宙的信息容积一直是一个矛盾的话题讨论。大家早已试着过各种各样方式来估计宇宙的信息成分,但在此项新研究中,我叙述了一种与众不同的方式,该方式假定了能够 将是多少信息转化成单独微观粒子。”

尽管,相近的研究早已调研了“信息是机械的和能够 检测的”概率,但这个关联的准确物理意义依然捉摸不定。为了更好地彻底解决这个问题,沃普森有求于著名科学家,机电工程师和登陆密码学者克劳德·香侬(Claude Shannon)的工作中,由于他在信息论层面的开拓性工作中,被称作“数字时代鼻祖”。

香侬在1948年的一篇名为“通讯的数学课基础理论”的毕业论文中,界定了他的信息量化分析方式,結果选用了“比特犬”(香侬引进的一个专业术语)做为数量单位。这并并不是沃普森博士第一次深层次IT行业并对信息开展物理学编号。在此之前,他还论述了怎样推论信息的物理特性,以得到对数据信息自身的估计。

图中:艺术大师勾勒的来源于银河系中心地区的数据信息详解。

这在他2019年的毕业论文《品质-动能-信息等效原理》中开展了叙述,这篇毕业论文将牛顿有关化学物质和动能内在联系的基础理论拓展到数据信息自身。与IT一致的是,沃普森的研究根据这么一个标准,即信息是机械的,全部物理学系统软件都能够申请注册信息。他的结果是,在室内温度(300K)下,单独比特犬信息的品质为:3.19 x 10^-38 Kg(8.598×10^-38磅)。

将香侬的方式进一步推动后,沃普森博士明确了可观察宇宙中的每一个微观粒子都是有等同于1.509比特犬的编号信息。他说道:“这也是首个选用这些方式来精确测量宇宙的信息成分,它给予了一个确切的标值预测分析。即便并不是彻底精确,标值预测分析也为试验检测带来了一条潜在性的方式。”

最先,沃普森选用了知名的“爱丁顿”(Eddington)数,它指的是可观察宇宙中的质子数量(现阶段估计为10^80)。由此,沃普森推论出了一个公式计算,用于测算宇宙中全部微观粒子的数量。随后,他依据可观察化学物质(行星,大行星,星际帝国物质等)的溫度,调节了对每一个颗粒所包括的量的估计。

由此,沃普森测算出编号信息总产量等同于 6×10^80 位。用测算专业术语而言,那么多名等同于 7.5 × 1059 zettabytes(泽字节数),或 7.510^59 zettabytes。将其与 2020 年全世界带来的信息量开展较为 —— 64.2 泽字节数。别说,这也是一种只有用“庞大的数字”来描述的差别。

图中:量子科技信息是物理学宇宙可以用数据信息表述的形式之一。

这种結果创建在沃普森以前的研究基本上,沃普森假定信息是化学物质的第五种情况(与固态,液态,汽体和等离子并排),暗能量自身也可能是信息。他们也与近些年开展的很多研究一致,全部这种研究都尝试表明,信息和物理定律是怎样相互影响的。

这包含信息是怎样从超级黑洞中造成的,被称作“超级黑洞信息谬论”,及其超级黑洞会传出辐射源这一客观事实。这代表着,超级黑洞会伴随着時间的变化而丧失品质,而且不容易像之前觉得的那般储存降落化学物质的信息。这两个发觉都得益于史蒂芬·史蒂芬霍金,他第一个遇到了这类状况,并适当地取名为“霍金辐射”。

这也明确提出了全息理论,这也是弦理论和量子引力的一个标准,它推断物理学实际是由信息造成的,如同全息投影是以投影机造成的一样。也有一种更理性的表述被称作“仿真模拟基础理论”,它假定全部宇宙是一个极大的电子计算机仿真模拟,可能是由一个比较优秀的种群造就的,目地是使我们每个人都遭受操纵(一般被称作“科技馆理论”)。

如同预估的那般,这一基础理论的确做出了一些难题,例如反物质和中微子怎样合乎表达式。它还对信息怎样在人们的宇宙中传送和储存以得到实际值作出了一些假定。殊不知,它给予了一种十分自主创新和不一样的方式来估计宇宙的信息成分,从微观粒子到全部由此可见化学物质。

再融合沃普森有关组成化学物质第一情况(或暗能量自身)的信息的基础理论,此项研究为将来的研究给予了一个基本,能够 创建,检测和证伪。更主要的是,此项研究的长期性危害以及对量子引力的很有可能表述和对各种各样谬论的处理。

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