Kann jemand eine intuitive Erklärung dafür geben, wie Informationen „hinter allem“ stecken könnten?

Die Vielfalt der Dinge, die Menschen meinen, wenn sie sagen, dass „Informationen“ grundlegend sind, entzieht sich jeder Zusammenfassung. Sie reicht von fast tautologischen Aussagen, dass physikalische Systeme nur von dem beeinflusst werden, was sie beeinflusst, bis hin zu halbgarer Metaphysik, in der Informationen als Substanz der Realität selbst behandelt werden.

In diesem Fall ist der anonyme Blogger von "arxiv blog" (übrigens keine offizielle Beziehung zu arxiv) von einem völlig obskuren Papier begeistert, das die Größe der dunklen Energie in einer kleinen Region im Weltraum erklären würde, als Ergebnis von etwas wie der Grad der Quantenkorrelation zwischen der Position jedes Sterns im beobachtbaren Universum und nicht spezifizierten physikalischen Freiheitsgraden innerhalb der kleinen Region.

Das Argument scheint zu sein: Wenn der Massenmittelpunkt jedes Sterns im Universum um etwa 5 Kilometer quantendelokalisiert ist und wenn Informationen über das Ausmaß der Delokalisierung für jeden Stern irgendwie verarbeitet oder aktiv in demselben kleinen codiert werden Region im Weltraum, und wenn wir abschätzen, dass die Energiemenge, die für diese Berechnung verbraucht wird, das vom Landauer-Prinzip erlaubte Minimum ist, dann stellen wir fest, dass sie sich zu der für dunkle Energie erforderlichen Energiedichte addiert.

Bei oberflächlicher Betrachtung vermute ich stark, dass dieses Argument aus mehreren Gründen keinen Sinn macht. Aber ich kann zumindest sagen, dass der Autor über Wechselwirkungen zwischen bestimmten physikalischen Einheiten spricht: Die dunkle Energie soll „die Kosten der freien Energie der Dekohärenz“ sein, die entsteht, wenn „eine alles durchdringende klassische Gravitationspotential-Energiedichte“ das Quant entkoppelt Informationen, die in einem "Umgebungsphotonenfeld" enthalten sind.

Wie auch immer, dieses Papier bietet möglicherweise nicht die beste Einführung in die informationszentrierte Physik, da es so obskur und wahrscheinlich falsch ist.

PS Die skeptischen Fragen, die ich zum Papier stellen würde:

Gibt es überhaupt so etwas wie die „freien Energiekosten der Dekohärenz“?

Ist es im Entferntesten möglich, dass ein Stern eine Quantenwellenlänge des Massenschwerpunkts von bis zu 5 Kilometern hat?

Warum und wie wirkt diese Dichte an "freier Energie" wie eine Quelle für Unterdruck?

Sie schreiben Ihnen, dass Sie ein Biologe sind, der nach einem intuitiven Bild sucht, also würde ich gerne versuchen, eine Antwort auf dieser Ebene zu geben, und um ehrlich zu sein, fehlt mir das Fachwissen, um eine detailliertere Beschreibung zu erhalten. Ich gehe davon aus, dass ich Material schreibe, mit dem Sie bereits vertraut sind, wahrscheinlich mehr als ich.

Aus der von Ihnen zitierten Quelle:

Eines der größten Rätsel der Wissenschaft ist das Paradoxon der kosmologischen Konstante. Dies entsteht, wenn Physiker versuchen, die Energiedichte des Universums aus ersten Prinzipien zu berechnen. Unter Verwendung der Quantenmechanik ist die Zahl, auf die sie kommen,$10^{94} g/cm^3.$

Und doch ist die beobachtete Energiedichte, berechnet aus der Massendichte im Kosmos und der Art und Weise, wie sich das Universum ausdehnt, ungefähr$10^{-27} g/cm^3$. Mit anderen Worten, unsere beste Theorie des Universums verfehlt das Ziel um 120 Größenordnungen.

Für mich ist das klar genug, aber kann ich Sie auf Wikipedia Cosmic Cosmological Problem und die dort enthaltenen Links verweisen, anstatt einfach zu wiederholen, was Sie gelesen haben. Tatsächlich ist das meiste davon meine persönliche Interpretation dessen, worauf Fields hinaus will, also akzeptieren Sie dies bitte als einfache Variation und Zusammenfassung des Artikels, den Sie gelesen haben.

Wie gehen wir also mit dieser Ungleichheit um, die sich aus dem Superpositionsprinzip der Quantenmechanik ergibt?

Es gibt mindestens acht verschiedene Interpretationen/Erklärungen dafür, wie die Quantenwelt in die klassische Welt "verwandelt" wird, von denen jede, in unterschiedlichem Maße, eine bestimmte Anzahl von Anhängern hat. Die Interpretation, auf die sich Fields in seiner Argumentation beruft, ist das Dekohärenz-Argument, das grob gesagt die Interaktion anderer Objekte beinhaltet (und nicht etwa die Kopenhagener Interpretation, die uns, das heißt Menschen, einbezieht, um den Prozess zu initiieren, in dem ein Photon erscheint ein Ort, im Gegensatz zu den fast unendlich vielen Orten, die es sein könnte, bis es gemessen wird).

Dekohärenz erfordert also keine Menschen, aber ich möchte Sie bitten, meine vereinfachende Behauptung zu überprüfen, indem Sie gegebenenfalls Wikipedia verwenden.

Wenn Sie einen Fußball haben, klassisch (und offensichtlich). Sie benötigen weniger Informationen, um seine Position und Geschwindigkeit zu beschreiben, als wenn Sie versuchen würden, 100 Fußbälle im Auge zu behalten.

Zitat aus dem Blog:

Aber es gibt eine wichtige Konsequenz aus einer bestimmten Position – es müssen einige Informationen mit dieser Position im 3D-Raum verbunden sein. Wenn ein Ort unbekannt ist, muss die Informationsmenge gering sein. Aber wenn es genau bekannt ist, ist der Informationsgehalt viel höher.

Und da es welche gibt$10^{25}$Sterne im Universum, das sind eine Menge Informationen. Fields berechnet, dass die Codierung der Position jedes Sterns auf 10 Kubikkilometer etwas erfordert$10^{93}$Bits.

Das führt sofort zu einer völlig neuen Art, die Energiedichte des Kosmos zu bestimmen. Bereits in den 1960er Jahren schlug der Physiker Rolf Landauer vor, dass jede Information mit einer Energie verbunden ist, eine Idee, die seitdem erheblich an Bedeutung gewonnen hat.

Fields verwendet also das Landauer-Prinzip, um die Energie zu berechnen, die mit den Positionen aller Sterne im Universum verbunden ist. Dies stellt sich als ungefähr heraus$10^{-30}g /cm^3$sehr ähnlich der beobachteten Energiedichte des Universums.

Diese Zahl ist bemerkenswert ähnlich zu der Diskrepanz von 120 Größenordnungen zwischen der beobachteten Energiedichte und der unter Verwendung der Quantenmechanik berechneten. Tatsächlich sagt Fields, dass die Diskrepanz entsteht, weil die Positionen der Sterne unter Verwendung der Quantenmechanik erklärt werden können. „Es scheint vernünftig anzunehmen, dass die Diskrepanz zwischen diesen Zahlen auf der Annahme beruht, dass die Codierung klassischer Informationen auf [der Planck-Skala] als physikalisch sinnvoll angesehen werden kann.“

Der größte Teil dieser „Antwort“ hängt also davon ab, wie überzeugend Sie persönlich in Bezug auf den Mechanismus hinter der Transformation der Quantenwelt in die klassische Welt sind. Wenn Sie glauben, dass der Mond verschwindet, wenn wir ihn nicht betrachten, sind Sie vielleicht nicht überzeugt.

Im Grunde genommen ist dies meiner Meinung nach letztlich keine physikalische Frage, und kein Physiker kann sie derzeit endgültig beantworten, indem er sich auf den Glauben an die mögliche Rolle des menschlichen Beobachters (Biologie und Neurowissenschaften) und die Philosophie (hinsichtlich der letztendlichen Natur von Realität, was auch immer das eigentlich bedeutet). Auch die Behauptungen über die Rolle der Planck-Skala können nicht experimentell überprüft werden, dies ist meiner Meinung nach daher keine Physik in ihrer wahren empirisch begründeten Natur