
自从上个世纪70年代全世界进入“数字时代”以来 , 理论物理学家就在探索信息和物质世界之间的关系 。 科学家认为所有的物质都是由量子信息构成的 , 人类的基因信息是编码在DNA内部 , 所以整个物理世界都可以用信息来描述 。
最近 , 英国朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)数学家沃普森(Melvin M. Vopson)终于计算出宇宙中可见物质(就是由重子构成的物质)所含的信息总量 。
重子是现代物理学名词 , 指的是由三个夸克组成的复合粒子 。 科学家认为所有普通物质 , 或称为可见物质都是由重子组成 。 标准宇宙模型假设这个宇宙内还存在更大比例的不可见物质 , 像暗物质 , 就不在这份研究统计范围之内 。
沃普森说:“半个多世纪以来 , 科学家曾经尝试使用不同方法来计算宇宙信息的总量 。 但是在这份论文里 , 我采用了一种独特的方法 , 把单个基本粒子里面可以压缩多少信息考虑在内 。 ”
被称为“数字时代之父”的数学家香农(Claude Shannon)在1948年定义了一套量化信息的方法 。 沃普森在其基础上拓展 , 认为可见物质的每个基本粒子内含有1.509比特的信息 。
“这是第一次用这种办法衡量宇宙内信息的含量 , 提供了一个明确的估测数字 。 ”沃普森说 , “即使这不是百分之百准确 , 这个估测值为将来进行实验验证提供了大致的依据 。 ”
沃普森还借用了著名的爱丁顿数(Eddington number)——认为可见宇宙内共有10??个质子 。 在此基础上 , 沃普森用一个公式算出宇宙内基础粒子的总量 , 并根据恒星、行星、星际介质内的温度 , 调整这些物质内所含基础粒子的数量 。
最后 , 沃普森计算得出可见宇宙内信息总量为6×10??比特 。 这相当于7.5×10??泽字节(ZB) 。 作为对比 , 2020年人类社会产生的信息总量为64.2泽字节 。
【科学家算出宇宙中可见物质的信息总量】这份研究10月19日发表于《美国物理联合会研究进展》(AIP Advances)期刊 。
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