A holográfica Dark Information Energy recebe meu voto para a melhor combinação de conceitos teóricos arcanos expressos no menor número de palavras - e, para mantê-lo interessante, é principalmente sobre entropia.
A segunda lei da termodinâmica exige que a entropia de um sistema fechado não possa diminuir. Então jogue um pedaço de gelo em um banho quente e a segunda lei exige que o gelo derreta e a água do banho esfrie - movendo o sistema de um estado de desequilíbrio térmico (baixa entropia) para um estado de equilíbrio térmico (alta entropia). Em um sistema isolado (ou em um banho isolado), esse processo só pode se mover em uma direção e é irreversível.
Uma idéia semelhante existe dentro da teoria da informação. O princípio de Landauer afirma que qualquer manipulação de informação logicamente irreversível, como apagar um bit de informação, equivale a um aumento na entropia.
Por exemplo, se você continuar fotocopiando a fotocópia que acabou de criar de uma imagem, as informações nessa imagem degradam e acabam sendo perdidas. Mas o princípio de Landauer afirma que a informação não é tão perdida, quanto convertida em energia que é dissipada pelo ato irreversível de copiar uma cópia.
Traduzindo esse pensamento em uma cosmologia, Gough propõe que, à medida que o universo se expande e a densidade diminui, processos ricos em informações como a formação de estrelas também diminuem. Ou, em termos mais convencionais - à medida que o universo se expande, a entropia aumenta, pois a densidade de energia do universo está sendo constantemente dissipada em um volume maior. Além disso, há menos oportunidades para a gravidade gerar processos de baixa entropia, como a formação de estrelas.
Portanto, em um universo em expansão, há uma perda de informação - e pelo princípio de Landauer essa perda de informação deve liberar energia dissipada - e Gough afirma que essa energia dissipada é responsável pelo componente de energia escura do atual modelo padrão de universo.
Existem objeções racionais a esta proposta. O princípio de Landauer é realmente uma expressão de entropia em sistemas de informação - que pode ser modelado matematicamente como se eles eram sistemas termodinâmicos. É uma afirmação ousada dizer que isso tem uma realidade física e uma perda de informação realmente libera energia - e como o princípio de Landauer expressa isso como energia de calor, não seria detectável (ou seja, não está escuro)?
Há alguma evidência experimental de perda de informação liberando energia, mas sem dúvida é apenas a conversão de uma forma de energia para outra - o aspecto de perda de informação representa apenas a transição de baixa para alta entropia, conforme exigido pela segunda lei da termodinâmica. A proposta de Gough exige que a energia 'nova' seja introduzida no universo do nada - embora seja justo, isso é praticamente o que a atual hipótese da energia escura atual também exige.
No entanto, Gough alega que a matemática da energia da informação faz um trabalho muito melhor de contabilizar a energia escura do que a hipótese tradicional da energia quântica a vácuo, que prevê que deve haver 120 ordens de magnitude mais energia escura no universo do que aparentemente existe.
Gough calcula que a energia da informação na era atual do universo deve ser cerca de 3 vezes seu conteúdo atual de energia em massa - o que se alinha estreitamente com o modelo padrão atual de 74% de energia escura + 26% de todo o resto.
Invocar o princípio holográfico não adiciona muito à física do argumento de Gough - provavelmente existe para facilitar o gerenciamento da matemática, removendo uma dimensão. O princípio holográfico diz que todas as informações sobre fenômenos físicos que ocorrem em uma região 3D do espaço podem estar contidas em uma superfície 2D que delimita essa região do espaço. Isso, como a teoria da informação e a entropia, é algo com o qual os teóricos das cordas passam muito tempo lutando - não que haja algo errado nisso.
Leitura adicional:
Energia holográfica escura da informação de Gough.
