Físico calcula quantidade de informação contida no Universo
Informação e matéria
Os pesquisadores há muito discutem sobre uma conexão entre a informação
e o universo físico, com vários paradoxos e experimentos mentais sendo usados
para explorar como ou por que a informação pode ser codificada na matéria
física. A era digital trouxe os bits para a realidade, impulsionando esse campo
de estudo, sugerindo que a solução dessas questões pode ter aplicações
tangíveis em vários ramos da física e da computação.
O físico Melvin Vopson, da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido,
já havia calculado que as informações digitais equivalerão à metade da massa da
Terra em 2245. Agora ele foi além, tentando calcular a quantidade de informação
codificada em toda a matéria visível do Universo. Embora não seja a primeira
estimativa desse tipo, o físico afirma que seu cálculo é o primeiro a se
fundamentar na teoria da informação e produzir um resultado verificável.
"A capacidade de informação do Universo tem sido um tema de debate
por mais de meio século," disse ele. "Houve várias tentativas de
estimar o conteúdo de informação do Universo, mas, neste artigo, descrevo uma
abordagem única que postula, adicionalmente, quanta informação pode ser
comprimida em uma única partícula elementar."
Quantidade de informação no
Universo
Para fazer seus cálculos Vopson começou recalculando o número de
partículas no Universo - mais especificamente, prótons. Esse valor é conhecido
como número de Eddington (NEdd), tendo sido calculado pela primeira vez em
1938. Arthur Eddington (1882-1944) estimou que o Universo conteria cerca de
1,57 × 1079 prótons. Vopson chegou a um número de 4 × 1080 partículas
elementares, incluindo bárions (prótons e nêutrons) e elétrons.
A seguir, Vopson usou a teoria da informação de Shannon para
quantificar a quantidade de informação codificada em cada partícula elementar, chegando
a um valor de 1,509 bits de informação - o matemático Claude Shannon
(1916-2001), chamado de Pai da Era Digital por causa do seu trabalho na teoria
da informação, definiu este método para quantificar informações em 1948.
Finalmente, ele fez então sua estimativa numérica para a quantidade de
informação contida em toda a matéria do Universo observável, chegando a um
número verdadeiramente astronômico: 6,036 x 1080 bits de informação.
"É a primeira vez que essa abordagem é usada para medir o conteúdo
de informação do Universo, e ela fornece uma previsão numérica clara,"
disse Vopson. "Mesmo que não seja totalmente precisa, a previsão numérica
oferece um potencial caminho para testes experimentais."
Matéria e informação
Pesquisas em várias áreas têm mostrado como a informação e a física
interagem, por exemplo, como a informação sai de um buraco negro, algo que está
ajudando a salvar dados dos computadores quânticos. No entanto, o significado
físico preciso dessa "informação" permanece indefinido - algumas
teorias mais radicais defendem que a informação é física e pode ser medida,
linha com a qual Vopson parece concordar.
De fato, em artigos anteriores, Vopson já defendeu que a informação é
um quinto estado da matéria, ao lado de sólido, líquido, gás e plasma, e que a
matéria escura poderia ser informação.
Embora a abordagem deste novo estudo tenha ignorado antipartículas e
neutrinos, e faz certas suposições sobre a transferência e o armazenamento de
informações, ele oferece uma ferramenta única para estimar o conteúdo de
informação de cada partícula elementar e, isto sim, pode ser testável.
Por exemplo, experimentos práticos agora podem ser idealizados e usados
para testar e refinar essa previsão de 1,509 bits de informação por partícula
elementar de matéria bariônica - incluindo provar ou refutar a hipótese de que
a informação seria o quinto estado da matéria no Universo.
Fonte: Inovação Tecnológica
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