Принцип Ландиуэра утверждает, что информация имеет физическую природу: каждый бит данных связан с определённой энергией пропорционально температуре. Таким образом, материя, содержащая информацию, обладает эквивалентом энергии Ландиуэра, который предлагается трактовать как информационную темную энергию (IDE).
Наблюдения показали, что температура астрономических объектов – от отдельных звезд до скоплений галактик – соотносится с квадратным корнем от их массы. Это закономерность лежит в основе понимания распределения энергии, заключённой в материальных системах.
Профессор Пол Гоу из Университета Сассекса, в исследовании, опубликованном в журнале Entropy, совместил температурно-массовое соотношение с данными по звездообразованию. Полученная история звездообразовательной IDE оказалась в тесном совпадении с измерениями, выполненными инструментом Dark Energy Spectrograph Instrument (DESI).
Результаты DESI выявили, что эволюция темной энергии соответствует прогнозам, полученным на основе звездообразования, что указывает на наличие «фантомной темной энергии» с возрастающей плотностью. При этом стандартная модель ΛCDM, несмотря на свою успешность, не может удовлетворительно объяснить природу как темной энергии, так и холодной темной материи.
Расчёты показывают, что вклад IDE в энергию вселенной может достигать порядка 10^70 джоулей – аналогичной энергии mc² для приблизительно 10^53 кг барионного вещества. Такая энергетическая значимость подчёркивает роль звездообразования в космических процессах.
Нарастание звездообразования приводит к постепенному увеличению IDE, что в конечном итоге формирует эпоху, в которой темная энергия становится доминирующей. Это позволяет объяснить так называемую проблему «Почему именно сейчас?», поскольку возрастание звездообразования одновременно повышает вероятность возникновения наблюдателей, способных изучать ускоренное расширение вселенной.
Дополнительное искажение пространства-времени, вызванное накоплением энергетического содержимого IDE, может компенсировать расхождения в наблюдаемых значениях параметров H₀ и σ₈, выявленных в рамках модели ΛCDM. Наблюдения ранних массивных галактик и скоплений, предоставленные телескопом JWST, также свидетельствуют о нелинейном характере формирования структур, что предпочтительно объясняется увеличением IDE.
Прогнозы, основанные на IDE, предвещают изменение динамики расширения вселенной. В то время как стандартная модель ΛCDM подразумевает бесконечное ускорение и, вероятно, «тепловую смерть» вселенной, в сценарии с доминированием IDE пик звездообразования завершится, после чего вселенная может вернуться к фазе замедленного расширения с возможным последующим «Большим сжатием» или осциллирующим поведением.
«Хотя на масштабах всей вселенной информационная темная энергия действует как отталкивающая сила, локально она проявляется с притягательными свойствами, подобно темной материи», – отмечает профессор Гоу. Это двойственное поведение позволяет интегрировать наблюдаемые эффекты темной энергии и темной материи в единую концепцию.
Исследования, представленные на Science X Dialog, демонстрируют, что учет информационной энергии, связанной с процессами звездообразования, может переосмыслить традиционные представления о космологической модели, предлагая новую перспективу в понимании фундаментальных свойств вселенной.
Изображение носит иллюстративный характер
Наблюдения показали, что температура астрономических объектов – от отдельных звезд до скоплений галактик – соотносится с квадратным корнем от их массы. Это закономерность лежит в основе понимания распределения энергии, заключённой в материальных системах.
Профессор Пол Гоу из Университета Сассекса, в исследовании, опубликованном в журнале Entropy, совместил температурно-массовое соотношение с данными по звездообразованию. Полученная история звездообразовательной IDE оказалась в тесном совпадении с измерениями, выполненными инструментом Dark Energy Spectrograph Instrument (DESI).
Результаты DESI выявили, что эволюция темной энергии соответствует прогнозам, полученным на основе звездообразования, что указывает на наличие «фантомной темной энергии» с возрастающей плотностью. При этом стандартная модель ΛCDM, несмотря на свою успешность, не может удовлетворительно объяснить природу как темной энергии, так и холодной темной материи.
Расчёты показывают, что вклад IDE в энергию вселенной может достигать порядка 10^70 джоулей – аналогичной энергии mc² для приблизительно 10^53 кг барионного вещества. Такая энергетическая значимость подчёркивает роль звездообразования в космических процессах.
Нарастание звездообразования приводит к постепенному увеличению IDE, что в конечном итоге формирует эпоху, в которой темная энергия становится доминирующей. Это позволяет объяснить так называемую проблему «Почему именно сейчас?», поскольку возрастание звездообразования одновременно повышает вероятность возникновения наблюдателей, способных изучать ускоренное расширение вселенной.
Дополнительное искажение пространства-времени, вызванное накоплением энергетического содержимого IDE, может компенсировать расхождения в наблюдаемых значениях параметров H₀ и σ₈, выявленных в рамках модели ΛCDM. Наблюдения ранних массивных галактик и скоплений, предоставленные телескопом JWST, также свидетельствуют о нелинейном характере формирования структур, что предпочтительно объясняется увеличением IDE.
Прогнозы, основанные на IDE, предвещают изменение динамики расширения вселенной. В то время как стандартная модель ΛCDM подразумевает бесконечное ускорение и, вероятно, «тепловую смерть» вселенной, в сценарии с доминированием IDE пик звездообразования завершится, после чего вселенная может вернуться к фазе замедленного расширения с возможным последующим «Большим сжатием» или осциллирующим поведением.
«Хотя на масштабах всей вселенной информационная темная энергия действует как отталкивающая сила, локально она проявляется с притягательными свойствами, подобно темной материи», – отмечает профессор Гоу. Это двойственное поведение позволяет интегрировать наблюдаемые эффекты темной энергии и темной материи в единую концепцию.
Исследования, представленные на Science X Dialog, демонстрируют, что учет информационной энергии, связанной с процессами звездообразования, может переосмыслить традиционные представления о космологической модели, предлагая новую перспективу в понимании фундаментальных свойств вселенной.
