¿La Información Tiene Masa?

Por Inés Urdaneta, física e investigadora de Resonance Science Foundation

Si la información fuera portadora de masa, ¿podría ser la materia oscura que ansían los físicos?

La existencia de la energía y la materia oscura se dedujo para predecir correctamente la expansión del universo y la velocidad de rotación de las galaxias. Desde este punto de vista, la energía oscura podría ser la fuente adicional de fuerza centrífuga que expande el universo -es lo que explica la constante de Hubble en las principales teorías-, mientras que la materia oscura podría ser la fuerza centrípeta adicional (una fuente de gravedad adicional) necesaria para estabilizar las galaxias y los cúmulos de galaxias, ya que no hay suficiente masa ordinaria para mantenerlos unidos en vista de la expansión acelerada del universo. Entre otras hipótesis, se cree que la energía y la materia oscuras están relacionadas con las fluctuaciones del vacío y se han dedicado enormes esfuerzos para detectarlas. El hecho de que aún no se haya encontrado ninguna prueba, exige un cambio de perspectiva que podría deberse a la teoría de la información. 

¿Cómo podríamos medir la masa de la información?

El Dr. Melvin Vopson, de la Universidad de Portsmouth, tiene una hipótesis que llama la equivalencia masa-energía-información. Amplía la equivalencia información-energía ya existente, al proponer que la información tiene masa. Los trabajos iniciales sobre la teoría clásica de la información de Shannon, sus aplicaciones a la mecánica cuántica por parte del Dr. Wheeler, y el principio de Landauer que predice que al borrar un bit de información se libera una pequeña cantidad de calor, conectan la información con la energía. Por tanto, a través de la equivalencia de Einstein entre masa y energía, la información -una vez creada- tiene masa.

La figura siguiente representa este ampliado principio de equivalencia:

 

Fig. 1. Principio de equivalencia masa-energía-información. Imagen tomada de AIP Advances.

Para hallar la masa de la información digital se empezaría con un dispositivo de almacenamiento de datos vacío, midiendo su masa total con un dispositivo altamente sensible. Una vez grabada la información en el dispositivo, se vuelve a medir su masa. El siguiente paso es borrar un archivo y volver a medir. El paso limitante es el hecho de que ese dispositivo ultrasensible aún no existe.  En el artículo publicado en la revista AIP Advances, Vopson propone que este dispositivo podría tener la forma de un interferómetro similar a LIGO, o una máquina de pesaje como una balanza Kibble. En el mismo artículo, Vopson describe la base matemática del mecanismo y la física por la que la información adquiere masa, y formula este poderoso principio, proponiendo un posible experimento para probarlo.

En lo que respecta a la materia oscura, Vopson afirma que su estimación del "contenido de bits de información" del universo se aproxima mucho al número de bits de información que contendría el universo visible para compensar toda la materia oscura que falta, según la estimación realizada por M.P. Gough y publicada en 2008.

Esta idea está sincronizada con el reciente descubrimiento de que el sonido transporta masa, es decir, que los fonones son masivos y por lo tanto ejercer gravedad.

Vopson está solicitando una subvención para diseñar y construir el dispositivo de medición y realizar los experimentos. ¡Estamos deseando ver sus resultados!

 

RSF en perspectiva

Tanto la materia como la energía oscura se han deducido como consecuencia de despreciar el espín en la estructura del espacio-tiempo. En el marco del enfoque holográfico generalizado, el espín es la fuente natural de la fuerza centrífuga y centrípeta que surge del gradiente de densidad de energía/masa/información a través de las escalas, al igual que un huracán surge debido a los gradientes de presión y temperatura. La energía del espacio vacío -el vacío cosmológico- se ha estimado en 10−9 julios por metro cúbico. Sin embargo, la densidad de energía del vacío a escala cuántica es de 10113 julios por metro cúbico. Esta discrepancia de 122 órdenes de magnitud en las densidades del vacío entre las escalas micro y cosmológica se conoce como la catástrofe del vacío. Este gradiente de densidad extremadamente grande en el campo de Planck, origina el espín en todas las escalas, y explicaria la expansion acelerada del universo, al mismo tiempo que aportaria una fuerza de atracción adicional sin necesidad de recurrir a la materia oscura. 

Además, el modelo holográfico explica la masa como una propiedad emergente de un potencial de transferencia de información entre la información-energía almacenada en un volumen confinado y la información-energía en la superficie o frontera de ese volumen, con respecto al tamaño o volumen de un bit de información. Cada bit de información-energía que voxela la superficie y el volumen gira a una velocidad extremadamente rápida. El espacio se compone de estos voxeles denominados Unidades Esféricas Planck (PSU) que son un quantum de acción o de momento angular. La parte expresada o desplegada de toda la información contenida en el volumen, es decir, aquella porción de la información que es capaz de expresarse a través de la superficie es lo que llamamos masa. Para más detalles sobre cómo el enfoque holográfico explica la masa y la energía oscuras, véase nuestro artículo de RSF para la Catástrofe del Vacío.

Más información en

https://bigthink.com/surprising-science/dark-matter-theory?rebelltitem=3#rebelltitem3

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