科学家算出宇宙中可见物质的信息总量

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【大纪元2021年10月31日讯】(大纪元记者高文森编译报导)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10⁸⁰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6×10⁸⁰比特。这相当于7.5×10⁵⁹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。

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。◇#

责任编辑:叶紫微

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