La energía de información oscura holográfica obtiene mi voto por la mejor combinación de conceptos teóricos arcanos expresados en el menor número de palabras, y solo para mantenerlo interesante, se trata principalmente de entropía.
La segunda ley de la termodinámica requiere que la entropía de un sistema cerrado no pueda disminuir. Por lo tanto, deje caer un trozo de hielo en un baño caliente y la segunda ley requiere que el hielo se derrita y el agua del baño se enfríe, moviendo el sistema desde un estado de desequilibrio térmico (baja entropía) hacia un estado de equilibrio térmico (alta entropía). En un sistema aislado (o un baño aislado) este proceso solo puede moverse en una dirección y es irreversible.
Una idea similar existe dentro de la teoría de la información. El principio de Landauer dice que cualquier manipulación de información lógicamente irreversible, como borrar un bit de información, equivale a un aumento de la entropía.
Entonces, por ejemplo, si sigue fotocopiando la fotocopia que acaba de hacer de una imagen, la información en esa imagen se degrada y finalmente se pierde. Pero el principio de Landauer dice que la información no se pierde tanto, sino que se convierte en energía que se disipa por el acto irreversible de copiar una copia.
Tras traducir este pensamiento a una cosmología, Gough propone que a medida que el universo se expande y la densidad disminuye, los procesos ricos en información como la formación de estrellas también disminuyen. O para decirlo en términos más convencionales: a medida que el universo se expande, la entropía aumenta ya que la densidad de energía del universo se disipa constantemente en un volumen mayor. Además, hay menos oportunidades para que la gravedad genere procesos de baja entropía, como la formación de estrellas.
Entonces, en un universo en expansión hay una pérdida de información, y según el principio de Landauer, esta pérdida de información debería liberar energía disipada, y Gough afirma que esta energía disipada explica el componente de energía oscura del modelo estándar actual del universo.
Hay objeciones racionales a esta propuesta. El principio de Landauer es realmente una expresión de entropía en los sistemas de información, que puede modelarse matemáticamente como si Eran sistemas termodinámicos. Es una afirmación audaz decir que esto tiene una realidad física y una pérdida de información realmente libera energía, y dado que el principio de Landauer expresa esto como energía térmica, ¿no sería entonces detectable (es decir, no oscuro)?
Existe alguna evidencia experimental de pérdida de información que libera energía, pero podría decirse que es solo la conversión de una forma de energía a otra; el aspecto de pérdida de información representa la transición de entropía baja a alta, como lo requiere la segunda ley de la termodinámica. La propuesta de Gough requiere que la energía "nueva" se introduzca en el universo de la nada, aunque para ser justos, eso es más o menos lo que requiere la hipótesis actual de energía oscura.
No obstante, Gough alega que la matemática de la energía de la información hace un trabajo mucho mejor al contabilizar la energía oscura que la hipótesis tradicional de la energía de vacío cuántica que predice que debería haber 120 órdenes de magnitud más energía oscura en el universo de lo que aparentemente hay.
Gough calcula que la energía de la información en la era actual del universo debería ser aproximadamente 3 veces su contenido actual de energía de masa, lo que se alinea estrechamente con el modelo estándar actual de 74% de energía oscura + 26% de todo lo demás.
Invocar el principio holográfico no agrega mucho a la física del argumento de Gough, presumiblemente está ahí para hacer que las matemáticas sean más fáciles de manejar al eliminar una dimensión. El principio holográfico dice que toda la información sobre los fenómenos físicos que tienen lugar dentro de una región 3D del espacio puede estar contenida en una superficie 2D que limita esa región del espacio. Esto, como la teoría de la información y la entropía, es algo con lo que los teóricos de cuerdas pasan mucho tiempo lidiando, no es que haya algo malo en eso.
Otras lecturas:
Energía holográfica oscura de la información de Gough.
