Τα ψηφιακά δεδομένα αλλάζουν τη μάζα της Γης

Τις τελευταίες 24 ώρες ανέβηκαν 720.000 ώρες video υλικού στο YouTube. Μαζί με τα δισεκατομμύρια μηνυμάτων, tweets και κάθε άλλο bit και byte πληροφορίας που δημιουργείται, κάνουμε τον πλανήτη μας απειροελάχιστα βαρύτερο. Ένα πείραμα από τον φυσικό Melvin Vopson που βασίζεται σε εκρήξεις αντιύλης, θέλει να αποδείξει πως η πληροφορία δεν έχει απλά μάζα, αλλά μπορεί να είναι και η πέμπτη κατάσταση της ύλης, μαζί με τα στερεά, τα υγρά, τα αέρια και το πλάσμα.

Η θεωρία της πληροφορίας δεν είναι εύκολη έννοια στην κατανόηση. Συνήθως σκεφτόμαστε μία σειρά από 0 και 1 που λένε στους υπολογιστές ποιες λειτουργίες να εκτελέσουν, αλλά η πληροφορία εφαρμόζεται και σε μη ψηφιακά πράγματα, όπως τα χαρακτηριστικά που λένε στα σωματίδια πώς να συμπεριφερθούν. Στις αρχές της δεκαετίες του ’60, ο φυσικός Rolf Landauer προέβλεψε μία ελάχιστη αλλαγή στην ενέργεια όταν αφαιρούμε την πληροφορία από κάθε είδους σύστημα. Κάτι τέτοιο μπορεί να έχει τεράστιες επιπτώσεις, συνδέοντας την απώλεια πληροφορίας με την εκπομπή θερμικής ακτινοβολίας σε θεμελιώδες επίπεδο.

Τα πειράματα που ακολούθησαν ανά τις δεκαετίες, επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Landauer ακόμα και σε κβαντικό επίπεδο, δείχνοντας πως υπάρχει ένας σύνδεσμος με την ενέργεια και την αλλαγή της πληροφορίας. Και αν εμπλέξουμε και τον Αινστάιν, οι αλλαγές της ενέργειας ισούνται με αλλαγές στη μάζα. Έτσι, ο Vopson καταλήγει στο συμπέρασμα πως όλη η πληροφορία που δημιουργούμε κάθε μέρα, συμβάλει σε ένα απειροελάχιστο – αλλά όχι μηδενικό – ποσό μάζας στον πλανήτη.

Μία τέτοια θεωρία μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές για τον τρόπο που υπολογίζουμε τη μάζα υπό ορισμένες συνθήκες, οδηγώντας με τη σειρά της σε νέες θεωρίες που μπορεί να μας κάνουν να κατανοήσουμε καλύτερα τη σκοτεινή ύλη. Όμως η ανίχνευση των απειροελάχιστων αλλαγών στη μάζα που παράγεται από τα σημερινά συστήματα αποθήκευσης είναι ακόμα πολύ πέρα από τις δυνατότητές μας για να αποδειχθεί πειραματικά.

Η πληροφορία σε ένα ηλεκτρόνιο είναι 22 εκατομμύρια φορές μικρότερη από τη μάζα του, αλλά μπορούμε να μετρήσουμε το περιεχόμενο της πληροφορίας αφαιρώντας την. Ξέρουμε πως όταν συγκρούεις ένα σωματίδιο ύλης με ένα σωματίδιο αντιύλης, εξαλείφουν το ένα το άλλο. Και η πληροφορία από το σωματίδιο πρέπει να πάει κάπου όταν αυτό εξαλείφεται.

Ψάχνοντας λοιπόν για πολύ συγκεκριμένα μήκη κύματος ακτινοβολίας, μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε την πληροφορία ως μία μορφή ενέργειας μέσα στα σωματίδια και όχι ως ακόμα ένα χαρακτηριστικό της θερμοδυναμικής. Μέχρι να μπορέσουμε να πραγματοποιήσουμε ένα τέτοιο πείραμα, η υπόθεση του Vopson παραμένει στη σφαίρα της θεωρίας. Αν αποδειχτεί όμως, οι επιπτώσεις θα είναι τεράστιες.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο AIP Advances.