Mračna materija i masa informacije: Može li informacija objasniti da li je svemir simulacija?

Fizičar Melvin Vopson predlaže hrablu hipotezu: informacija nije samo apstraktna kategorija već ima fizičku masu, i ako se to potvrdi, informacija bi se mogla smatrati "petim stanjem" materije. Njegove ideje povezuju teoriju informacije, kosmologiju i moguću interpretaciju mračne materije — pa čak i spekulaciju o tome da je naš svemir simulacija.

Šta Vopson tvrdi

Vopson (University of Portsmouth) razvija princip ekvivalencije mase‑energije‑informacije i u radu iz 2019. i u novijem članku (AIP Advances, april 2025) iznosi tvrdnju da digitalni bit poseduje konačnu, kvantifikovanu masu. Po njegovim proračunima, masa jednog bita na sobnoj temperaturi iznosi približno 3.19 × 10^-38 kg.

„Ako se eksperimentalno dokaže da informacija ima masu, to bi povezalo matematiku, računarstvo i fizički svet — i moglo bi promeniti način na koji posmatramo fiziku i kosmologiju,“ navodi Vopson.

Brojevi i kosmološke implikacije

Prema Vopsonu, brisanjem informacija gubi se i odgovarajuća količina mase/energije. On navodi primer: brisanje jednog terabajta podataka teoretski bi smanjilo masu uređaja za ~2.5 × 10^-25 kg. Za poređenje, masa protona je ~1.67 × 10^-27 kg — to znači da je navedeno smanjenje mase približno 150 puta veće od mase jednog protona, iako je i dalje izuzetno malo sa stanovišta svakodnevne mere.

Vopson predlaže da fizička masa informacije, raspoređena kroz elementarne čestice i strukture svemira, može doprineti objašnjenju mračne materije: sitni maseni doprinosi bez električnog naboja i spina mogli bi se ponašati kao "nevidljiva" masa koja utiče na dinamiku galaksija. Njegovi grubi proračuni pokazuju da bi reda veličine ~10^93 bitova informacije moglo obuhvatiti procenjenu količinu "nedostajuće" mase koja se pripisuje mračnoj materiji. S druge strane, postoje i znatno niže procene ukupnog informativnog sadržaja vidljive materije u svemiru (npr. redova veličina ~10^80 bitova), pa su ova izračunavanja vrlo nesigurna i zavise od modela.

Veza sa ranijim radovima i teorijama

Ideja da je bit fizički nije nova: Rolf Landauer je 1961. formulirao princip po kome brisanje bita zahteva disipaciju energije (Landauerov princip). Einsteinova ekvivalencija mase i energije (E=mc^2) i dalje ostaje osnova. Vopsonova hipoteza nadograđuje to polazeći od ideje da informacija nosi masu i može imati merljive posledice za fiziku i kosmologiju — ali to je i dalje spekulativno dok se ne sprovede eksperiment koji bi pružio direktne dokaze.

Predloženi eksperiment

Za eksperimentalnu proveru Vopson predlaže upotrebu usporenih pozitrona koji anihiliraju sa elektronima u metalu. Standardna pozitron‑elektron anihilacija emituje dve fotonske čestice; konvencionalno se radi o gama‑fotonima od 511 keV. Vopson tvrdi da bi, pored poznate emisije, trebalo da se pojavi i dodatna niskoenergetska infracrvena komponenta (talasna dužina reda veličine ~50 μm) koja bi odgovarala energiji potrebnoj za "brisanje" informativnog sadržaja čestica.

Eksperiment ne zahteva veliki sudarač — umesto toga potrebni su relativno spori, termalizovani pozitroni i osetljiva infracrvena detekcija. Vopson smatra da bi takav signal imao specifične karakteristike koje ga razlikuju od pozadinskih emisija, ali naglašava da je tehnički izazov usporavanje pozitrona i precizna detekcija niskoenergijskih fotona.

Ograničenja i kritična razmatranja

Važno je istaći da su tvrdnje o masi informacije i njenoj ulozi u kosmologiji daleko od konsenzusa u naučnoj zajednici. Glavne napomene:

• Standardna fizika predviđa gama‑emiter iz anihilacije (511 keV); ideja o dodatnim infracrvenim fotonima zbog brisanja informacija je nekonvencionalna i zahteva čvrste eksperimentalne dokaze.
• Procene ukupne količine informacija u svemiru i njenog doprinosa masi su veoma zavisne od modela i pretpostavki, pa su redovi veličina koje je Vopson naveo vrlo nesigurni.
• Landauerov princip se tiče termodinamičke cene obrade i brisanja informacija u fizičkim sistemima, ali direktno pripisivanje mase apstraktnim informacijskim bitovima ostaje teoretski kontroverzno.

Zaključno, Vopsonova hipoteza je intrigantna i donosi predlog eksperimenta koji je sprovodiv u određenim laboratorijskim uslovima, ali dok eksperimentalni rezultati ne potvrde dodatne energijske komponente povezane sa brisanjem informacija, ideja ostaje spekulativna i predmet debate.

Za čitaoce

Ako vas zanima dalja sudbina ove ideje, pratite eksperimente sa sporim pozitronima i objave u recenziranim časopisima. Potvrda ili opovrgavanje ovih predikcija imala bi značajne implikacije za fiziku informacija i kosmologiju.