Holographic Dark Information Energy haalt mijn stem uit voor de beste mix van geheimzinnige theoretische concepten uitgedrukt in het kortste aantal woorden - en om het interessant te houden, gaat het vooral over entropie.
De tweede wet van de thermodynamica vereist dat de entropie van een gesloten systeem niet kan afnemen. Dus laat een stuk ijs in een heet bad vallen en de tweede wet vereist dat het ijs smelt en het badwater afkoelt - het systeem verplaatsen van een toestand van thermisch onevenwicht (lage entropie) naar een toestand van thermisch evenwicht (hoge entropie). In een geïsoleerd systeem (of een geïsoleerd bad) kan dit proces slechts in één richting bewegen en is het onomkeerbaar.
Een vergelijkbaar idee bestaat binnen de informatietheorie. Landauer's principe stelt dat elke logisch onomkeerbare manipulatie van informatie, zoals het wissen van een stukje informatie, gelijk staat aan een toename van de entropie.
Dus als je bijvoorbeeld de fotokopie die je zojuist van een afbeelding hebt gemaakt blijft kopiëren, wordt de informatie in die afbeelding minder en gaat uiteindelijk verloren. Maar Landauer's principe stelt dat de informatie niet zozeer verloren gaat, maar wordt omgezet in energie die wordt weggevoerd door de onomkeerbare handeling van het kopiëren van een kopie.
Gough vertaalt dit denken in een kosmologie en stelt voor dat naarmate het heelal uitdijt en de dichtheid afneemt, ook informatierijke processen zoals stervorming afnemen. Of om het conventioneler te zeggen: naarmate het universum groter wordt, neemt de entropie toe omdat de energiedichtheid van het universum gestaag wordt verspreid over een groter volume. Ook zijn er minder mogelijkheden voor zwaartekracht om lage entropieprocessen zoals stervorming te genereren.
Dus in een uitdijend heelal is er verlies van informatie - en volgens Landauer's principe zou dit verlies van informatie gedissipeerde energie moeten vrijmaken - en Gough beweert dat deze gedissipeerde energie verantwoordelijk is voor de donkere energiecomponent van het huidige standaardmodel van het universum.
Er zijn rationele bezwaren tegen dit voorstel. Landauer's principe is eigenlijk een uitdrukking van entropie in informatiesystemen - die wiskundig kunnen worden gemodelleerd alsof het waren thermodynamische systemen. Het is een gewaagde bewering om te zeggen dat dit een fysieke realiteit heeft en dat een verlies van informatie eigenlijk energie vrijmaakt - en aangezien Landauer's principe dit uitdrukt als warmte-energie, zou het dan niet detecteerbaar zijn (dus niet donker)?
Er is enig experimenteel bewijs voor het vrijgeven van energie door informatieverlies, maar het is aantoonbaar slechts de omzetting van een vorm van energie in een andere - het aspect van informatieverlies vertegenwoordigt slechts de overgang van lage naar hoge entropie, zoals vereist door de tweede wet van de thermodynamica. Het voorstel van Gough vereist dat ‘nieuwe’ energie uit het niets in het universum wordt geïntroduceerd - hoewel om eerlijk te zijn, dat is vrijwel ook wat de huidige algemene hypothese over donkere energie vereist.
Niettemin beweert Gough dat de wiskunde van informatie-energie een veel betere taak heeft om donkere energie te verantwoorden dan de traditionele kwantumvacuüm-energiehypothese die voorspelt dat er 120 ordes van grootte meer donkere energie in het universum zouden moeten zijn dan er blijkbaar is.
Gough berekent dat de informatie-energie in het huidige tijdperk van het universum ongeveer 3 keer de huidige massa-energie-inhoud moet zijn - wat nauw aansluit bij het huidige standaardmodel van 74% donkere energie + 26% al het andere.
Het aanroepen van het holografische principe voegt niet veel toe aan de fysica van het argument van Gough - waarschijnlijk zit het erin om de wiskunde gemakkelijker te beheren te maken door één dimensie te verwijderen. Volgens het holografische principe kan alle informatie over fysische verschijnselen die plaatsvinden in een 3D-gebied van de ruimte worden bewaard op een 2D-oppervlak dat dat gebied van de ruimte begrenst. Dit is, net als informatietheorie en entropie, iets waar snaartheoretici veel tijd mee worstelen - niet dat daar iets mis mee is.
Verder lezen:
Gough Holografische donkere informatie-energie.
