يدعي الفيزيائي أن البيانات الرقمية قد تغير كتلة الأرض بمقدار ضئيل

في الساعات الأربع والعشرين الماضية ، حمّل الأشخاص أكثر من 720.000 ساعة من اللقطات على YouTube.

وفقًا للحسابات التي أجراها عالم الفيزياء بجامعة بورتسموث ملفين فوبسون منذ بضع سنوات ، فإن هذه الكتلة الحرفية من الصور المرئية – جنبًا إلى جنب مع نصف مليار تغريدة ونصوص لا حصر لها ومليارات من رسائل WhatsApp وكل جزء من المعلومات التي أنشأناها – يمكن أن يجعل كوكبنا أثقل لمسة.

إنه مفهوم جامح من غير المرجح أن يتم قبوله بدون الكثير من الأدلة. تجربة اقترحتها Vopson مؤخرًا بناءً على المادة المضادة قد تقطع الانفجارات شوطًا ما في إقناع المجتمع العلمي بأن المعلومات قد لا يكون لها كتلة فحسب ، بل قد تكون أيضًا شيئًا جديدًا غريبًا حالة المادة.

نظرية المعلومات ليست مفهومًا سهل الفهم. يمكننا بسهولة أن نتخيل تنزيل رمز من الآحاد والأصفار يخبر جهاز الكمبيوتر الخاص بنا بالأصوات والصور التي سيتم عرضها ، ولكن يمكن أيضًا تطبيق المعلومات على الأشياء غير الرقمية ، مثل الخصائص التي تخبر الجسيمات عن كيفية التصرف.

هذا يجعله عاملاً مهمًا في وصف أشياء مثل مقدار الترتيب والتغيرات في الطاقة التي تشكل النظام.

في أوائل الستينيات ، عالم الفيزياء الألماني الأمريكي رولف لانداور توقع أ الحد الأدنى من التغيير في الطاقة لمحو المعلومات من أي نوع من الأنظمة. في حين أنه قد يبدو إدراكًا بسيطًا ، إلا أن الآثار المترتبة عليه عميقة ، حيث تربط فقدان المعلومات بانبعاث الإشعاع الحراري على مستوى أساسي.

التجارب على مر السنين دعمت منطق لانداور ، وصولا إلى المستوى الكمي، مما يشير إلى أن هناك شيئًا على الأقل يتعلق بكمية الطاقة الأساسية المرتبطة بتغيير المعلومات.

إذا أخذنا أيضًا حسابات أينشتاين في الاعتبار ، كما يفعل فوبسون ، فإن هذا التغيير الأساسي في الطاقة يجب أن يعادل تغيرًا في الكتلة ، مما يعني أن جميع المعلومات التي نخلقها كل يوم تساهم بكمية ضئيلة ولكن غير صفرية من الكتلة إلى الكوكب .

وبالنظر إلى أقصى الحدود ، فإن التراكم الأسي لمقاطع الفيديو الخاصة بالقطط وإدخالات ويكيبيديا ولحوم البقر على تويتر وأغاني TikTok الخاصة بالسيارات سيؤدي إلى بعض النتائج الصادمة في المستقبل البعيد. لا يمكننا فقط نفاد المواد للاحتفاظ بكل تلك البيانات ، ولكن النمو الرقمي غير المقيد سيعني أيضًا أن جزءًا كبيرًا من كتلة الأرض سيكون في نهاية المطاف في شكل معلومات رقمية.

في الواقع ، في غضون 350 عامًا ، يتوقع بعض الخبراء أن وزن البتات الرقمية الخاصة بنا يمكن أن يفوق كل الذرات الموجودة على الأرض.

بغض النظر عن سيناريوهات يوم القيامة لأزمة المعلومات ، يمكن لمثل هذه النظرية تغيير كيفية حساب الكتلة في ظل ظروف معينة ، مما يؤدي إلى نظريات جديدة قد تعطينا فكرة أفضل عن طبيعة المادة المظلمة.

لا يزال اكتشاف التحولات الدقيقة بشكل لا يصدق في الكتلة المتوقعة لأنظمة التخزين كثيفة المعلومات اليوم يفوق قدراتنا – في الوقت الحالي – ترك الفرضية في سلة “متعة التفكير”.

لكن تجربة جديدة اقترحها فوبسون قد تغير كل ذلك ، بتطبيق تنبؤ لانداور على الجسيمات الأولية.

إذا افترضنا أن الكتلة الكلية للإلكترون تتكون من طاقة الراحة الجوهرية الخاصة به وقليلًا من المعلومات حول نفسه ، فإنه من الناحية النظرية سيصدر طيفًا يمكن التنبؤ به من الطاقة في رذاذ الفوتونات الذي يتم إطلاقه عند مقابلة نظيره من المادة المضادة ، البوزيترون.

“المعلومات في الإلكترون أصغر بـ 22 مليون مرة من كتلته ، لكن يمكننا قياس محتوى المعلومات بمحوها” ، يقول فوبسون.

“نحن نعلم أنه عندما تصطدم بجسيم من المادة بجسيم من المادة المضادة ، فإنهما يقضيان على بعضهما البعض. والمعلومات الواردة من الجسيم يجب أن تذهب إلى مكان ما عندما يتم تدميرها.”

إن البحث عن أطوال موجية محددة جدًا للإشعاع في إبادة إلكترون محمّل بالمعلومات من شأنه أن يشدد الروابط بين المعلومات كشكل من أشكال الطاقة داخل الجسيمات ، بدلاً من كونها ميزة أخرى الديناميكا الحرارية ضمن نظام أوسع.

إن العثور على نوع من مكونات الطاقة الجوهرية القائمة على المعلومات كسمة أساسية للمادة قد يُعتبر أيضًا نوعًا جديدًا من الحالة الفيزيائية.

لا يمكن فقط للذرات أن تتحد كمواد صلبة ، وتتدفق كسوائل وغازات ، وتتشتت كبلازما ، وتتوافق مكثفات بوز-أينشتاين، يمكنهم تقليل الفوضى بصفتهم ناقلين للمعلومات.

حتى يتم إجراء التجربة ، ستبقى الفرضية فكرة مثيرة للجدل ، وإن كانت مثيرة للفضول. ولكن إذا اتضح أن ذلك صحيح ، فقد تكون العواقب وخيمة حقًا.

تم نشر هذا البحث في تقدم AIP.