Sciencemag.cz
Doporučujeme
Následující text není aprílový; dále se popisuje nápad, který prošel normálním recenzním řízením. Nejde totiž jen o samotnou myšlenku, ale i o její matematické podání a návrh, jak vše testovat (tedy žádná obvyklá „osobní kosmologie“).
Melvin Vopson z University of Portsmouth navrhuje, že ekvivalence mezi hmotou (hmotností) a energií lze vztáhnout i na informaci, tedy že všechny 3 tyto veličiny jsou na sebe převoditelné: zmizí-li informace, musí se navíc objevit hmota/energie.
Vypadá to hodně bláznivě, že? Nějaký vztah mezi hmotou a informací samozřejmě existuje, ale obvykle se předpokládá, že spíše ve formě nějakého limitu – kolik maximálního množství informace lze do hmoty uložit. Respektive možná ne do hmoty, ale do objemu/prostoru, nebo možná zde namísto objemu hraje rozhodující roli velikost povrchu, viz holografický princip. Dále pak informace samozřejmě souvisí s energií tím, že zase obě souvisejí s entropií a prací (informace je opak entropie, tu můžeme přeměňovat na práci, respektive „použitelnou/volnou“ energii…). Ale to zase zdaleka není to, co má na mysli M. Vopson.
Nuže, tvrdí zhruba následující: elementární částice o sobě uchovávají informace a tato informace má konkrétní hmotnost – asi jako, zase jen v hrubé analogii, informaci o živém organismu uchovává DNA. Vopson tuto informaci označuje za páté skupenství hmoty. Podle něj není jeho teorie v žádném rozporu s kvantovou mechanikou, elektrodynamikou, termodynamikou ani klasickou mechanikou. Dokonce je možné, že informace by mohla mít nějaký vztah k temné hmotě (to vypadá tedy ještě přitaženěji za vlasy, nicméně by to zase odpovídalo na otázku „a k čemu takovou teorii vůbec potřebujeme“).
A teď k samotnému testování. Když člověk přeskočí z průvodní tisková zprávy na samotný (volně přístupný) článek, ukazuje se, že informaci podle Vopsona může v tomto smyslu nést pouze „klasická“ částice (s nenulovou klidovou hmotností, asi míněno), nukleon nebo možná kvark a samotný elektron. Foton nikoliv (zase: jak si tohle konkrétně představit, když do fotonu se informace samozřejmě kódují… nicméně neobsahuje nějaký minikousek hmoty s informací o sobě, prý). Z čehož pak vyplývá, že při anihilaci elektronu a pozitronu informace mizí. A tak, pokud informace odpovídá hmotnosti, by měla oproti standardní představě vzniknout „hmota navíc“. Teorie právě předpovídá, že by ji při anihilaci měly odnést dva slabě energetické (infračervené apod.) fotony, vedle známých fotonů vysokoenergetických (při anihilaci záření gama). Samozřejmě zbývá vysvětlit, proč si toho zatím nikdo nevšiml – protože informace v elektronu je odhadem/řádově 22milionkrát menší než jeho „ostatní hmotnost“, tvrdí M. Vopson.
Melvin M. Vopson, Experimental protocol for testing the mass–energy–information equivalence principle, AIP Advances (2022). DOI: 10.1063/5.0087175
Zdroj: University of Portsmouth
Poznámky:
Samozřejmě se pak nabízejí zajímavé další paradoxy: kdyby informace byla kus hmoty, byla by někde uložena „informace o informaci“? (A jak se tento regres řeší u replikujících se systémů typu živých organismů. Jak to řešit u replikujících se vesmírných sond?) Navíc přirovnání k pátému skupenství hmoty je hodně neodpovídající, protože to zase naznačuje, jako by šlo o stav samostatný, oddělený, je naopak všudypřítomný. Atd.
Jak řečeno, původní text není nijak aprílový, ale snad se na toto datum hodí lépe než prvoplánové vtípky…
Je možný matematický popis vztahu mezi hmotou, energií a informací, který po zjednodušení a omezení, přechází do známého výrazu pro hmotu a energii. Jeho rozpracováním lze matematicky popisovat různé jevy jako např. entanglement, tvorbu párů ve vakuu apod. Jde ale pouze o matematiku