Holographic Dark Information Energy obtient mon vote pour le meilleur mélange de concepts théoriques obscurs exprimés dans le plus petit nombre de mots - et juste pour le garder intéressant, il s'agit principalement d'entropie.
La deuxième loi de la thermodynamique exige que l'entropie d'un système fermé ne puisse pas diminuer. Déposez donc un morceau de glace dans un bain chaud et la deuxième loi exige que la glace fond et que l'eau du bain refroidisse - faisant passer le système d'un état de déséquilibre thermique (faible entropie) vers un état d'équilibre thermique (entropie élevée). Dans un système isolé (ou un bain isolé), ce processus ne peut se déplacer que dans une seule direction et est irréversible.
Une idée similaire existe dans la théorie de l'information. Le principe de Landauer veut que toute manipulation logiquement irréversible d'informations, telle que l'effacement d'un bit d'information, équivaut à une augmentation de l'entropie.
Ainsi, par exemple, si vous continuez à photocopier la photocopie que vous venez de faire d'une image, les informations contenues dans cette image se dégradent et sont finalement perdues. Mais le principe de Landauer veut que les informations ne soient pas tellement perdues, mais converties en énergie qui est dissipée par l'acte irréversible de copier une copie.
Traduisant cette pensée en une cosmologie, Gough propose qu'à mesure que l'univers se dilate et que la densité diminue, les processus riches en informations comme la formation des étoiles diminuent également. Ou pour le dire en termes plus conventionnels - à mesure que l'univers se développe, l'entropie augmente puisque la densité d'énergie de l'univers est constamment dissipée à travers un plus grand volume. En outre, il y a moins d'occasions pour la gravité de générer des processus à faible entropie comme la formation d'étoiles.
Donc, dans un univers en expansion, il y a une perte d'informations - et selon le principe de Landauer, cette perte d'informations devrait libérer de l'énergie dissipée - et Gough prétend que cette énergie dissipée représente la composante d'énergie sombre du modèle standard actuel de l'univers.
Il y a des objections rationnelles à cette proposition. Le principe de Landauer est vraiment une expression de l'entropie dans les systèmes d'information - qui peut être modélisé mathématiquement comme si c'étaient des systèmes thermodynamiques. C'est une affirmation audacieuse de dire que cela a une réalité physique et qu'une perte d'information libère en fait de l'énergie - et puisque le principe de Landauer exprime cela comme énergie thermique, ne serait-il pas alors détectable (c'est-à-dire pas sombre)?
Il existe des preuves expérimentales d'une perte d'énergie libérant de l'énergie, mais il s'agit sans doute d'une simple conversion d'une forme d'énergie à une autre - l'aspect de la perte d'informations représentant simplement la transition d'une entropie faible à élevée, comme l'exige la deuxième loi de la thermodynamique. La proposition de Gough exige que la «nouvelle» énergie soit introduite dans l'univers de nulle part - bien que pour être juste, c'est à peu près ce que l'hypothèse actuelle de l'énergie noire dominante exige également.
Néanmoins, Gough allègue que les mathématiques de l'énergie de l'information rendent bien mieux compte de l'énergie sombre que l'hypothèse traditionnelle de l'énergie quantique sous vide qui prédit qu'il devrait y avoir 120 ordres de grandeur plus d'énergie sombre dans l'univers qu'il n'y en a apparemment.
Gough calcule que l'énergie de l'information à l'ère actuelle de l'univers devrait être environ 3 fois son contenu massique d'énergie actuel - ce qui correspond étroitement au modèle standard actuel de 74% d'énergie sombre + 26% de tout le reste.
L’invocation du principe holographique n’ajoute pas grand-chose à la physique de l’argument de Gough - on peut supposer qu’il est là pour faciliter les calculs en supprimant une dimension. Le principe holographique veut que toutes les informations sur les phénomènes physiques se déroulant dans une région 3D de l'espace puissent être contenues sur une surface 2D délimitant cette région de l'espace. Ceci, comme la théorie de l'information et l'entropie, est quelque chose avec lequel les théoriciens des cordes passent beaucoup de temps à se débattre - pas qu'il n'y ait rien de mal à cela.
Lectures complémentaires:
Gough Holographic Dark Information Energy.
