研究人員長期以來一直懷疑信息和物理宇宙之間的聯繫，用各種悖論和思想實驗來探索信息如何或為什麼可以在物理物質中編碼。數字時代推動了這一研究領域的發展，表明解決這些研究問題可以在物理學和計算機的多個分支中產生切實的應用。
在一項新研究中，朴茨茅斯大學的一名研究人員試圖闡明究竟有多少這種信息存在，並提出了一個對宇宙中所有可見物質中的編碼信息量的數字估計–大約為6×10^80 比特。雖然不是第一個此類估計，但這項研究的方法依賴於信息理論。
研究作者Melvin M. Vopson說：“半個多世紀以來，宇宙的信息容量一直是一個辯論的話題。已經有各種嘗試來估計宇宙的信息含量，但在這篇論文中，我描述了一種獨特的方法，它額外地假設有多少信息可以被壓縮到一個基本粒子中。”
為了得出這一估計，作者使用香農信息論，將可觀察到的宇宙中每個基本粒子所編碼的信息量量化為1.509比特的信息。數學家克勞德·艾爾伍德·香農，因其在信息理論方面的工作而被稱為“信息論之父”，其在1948年定義了這種量化信息的方法。
“這是第一次在測量宇宙的信息含量時採取這種方法，它提供了一個明確的數字預測，”Vopson說。“即使不完全準確，該數字預測也提供了一個潛在的實驗測試途徑。”
最近的研究揭示了信息和物理學的互動方式，例如信息如何從黑洞中流出。然而，信息的精確物理意義仍然難以捉摸，但多種激進的理論認為信息是物理的，可以被測量。
在以前的研究中，Vopson假設信息是與固體、液體、氣體和等離子體並列的第五種物質狀態，而難以捉摸的暗物質可能是信息。Vopson的研究還包括推導出一個公式，準確地再現了眾所周知的“愛丁頓”數，即可觀察到的宇宙中質子的總數。
雖然這項研究中的方法忽略了反粒子和中微子，並對信息傳輸和儲存做了某些假設，但它為估計每個基本粒子的信息含量提供了一個獨特的工具。現在可以用實際的實驗來檢驗和完善這些預測，包括研究證明或反駁信息是宇宙中物質的第五種狀態這一假設。