Novinky z vesmíru: Kvantová informace má univerzální rychlostní limit a mimozemšťany možná hledáme špatně

Tento týden se vědecký svět zaměřil na výzkum související s vesmírem, který přináší fascinující pohledy na základní zákony vesmíru, potenciální mimozemský život a samotné formování naší galaxie.

Tento týden se vědecký svět zaměřil na výzkum související s vesmírem, který přináší fascinující pohledy na základní zákony vesmíru, potenciální mimozemský život a samotné formování naší galaxie. Kromě kosmických témat vědci také zkoumali udržení stabilní plazmové fúze po dobu jedné minuty, anomálie v globálním nárůstu hladiny moří způsobené hlubokým oceánským oteplováním a přítomnost mikroplastů ve všech částech zdravých i nemocných lidských mozků, což je znepokojivý objev. Hlavní pozornost však byla věnována výzkumu s vesmírnou tematikou.

Jedním z překvapivých vědeckých poznatků je úzké propojení teorie informace se zákony termodynamiky, které popisují v podstatě stejné jevy. Koncept entropie v termodynamice se ukázal být mírou informace, kterou systém nese. Z toho plyne, že povrch černé díry může nést konečný počet qubitů, které uchovávají kvantovou informaci jako superpozici dvou stavů současně. Fyzici Yasuhiro Sekino a Leonard Susskind popsali šíření kvantové informace takovým systémem jako „scrambling“, což efektivně rozprostírá informaci do každé částice systému. Formulovali domněnku, že systémy qubitů při určité teplotě mohou potřebovat minimální dobu k vzájemnému sdílení informací, v závislosti na počtu qubitů a teplotě systému. Jak dlouho tento proces trvá, zůstávalo léta nejasné.

V roce 2024 se fyzici Amit Vikram a Victor Galitski z University of Maryland k této myšlence vrátili, přičemž zohlednili princip neurčitosti energie a času. Ten předpokládá, že čím více je známo o energii kvantového systému, tím méně je známo o minimálním čase potřebném ke změně do jiného stavu. Ve své nové studii Vikram a Galitski dospěli k závěru, že existuje jasný vztah mezi konečnou entropií, počáteční teplotou a časem potřebným k „scramblingu“ daného počtu jednotek kvantové informace. Z toho vyplývá, že existuje univerzální rychlostní limit pro šíření kvantové informace. „Ukazujeme, že tento druh přesného rychlostního limitu závislého na entropii a teplotě existuje v každém kvantovém systému, zatímco dříve se očekávalo, že takové limity existují pouze pro systémy, kde každá interakce zahrnuje jen několik částic,“ uvedl Vikram.

Mnozí se fascinují Kardaševovou škálou a touhou najít důkazy o hvězdných megastrukturách supercivilizací, které by mohly využívat energii černých děr k pohonu hvězdných pohonů. Tato formulace je však zakořeněna v extrémních představách o technologickém pokroku a spotřebě energie z 60. let minulého století. Přesto mnoho Kardaševových myšlenek o povaze pokročilých civilizací ovlivnilo hledání mimozemské inteligence (SETI), zejména jeho předpoklad, že jakýkoli přenášený signál od takové civilizace by byl izotropní, tedy se stejnou intenzitou ve všech směrech. Protože by takový izotropní signál byl slabý, přístupy SETI se většinou zaměřují na detekci extrémně slabých přenosů.