Miten nopeasti informaatio liikkuu?

Informaatioähky

Miten informaation kulkunopeus on määritelty ja miten se eroaa vaikka pulssin nopeudesta tai sähkömagneettisen aallon nopeudesta?

Itse asiassa kiinnostaa miten informaatio ylipäätään on fysiikassa määritelty.

Kysymys on mielenkiintoinen siksi, että se liittyy erityisesti kvanttifysiikkaan, jonka "epämääräisyys" mielletään usein arkijärjen vastaiseksi. Samoin informaation käsite liittyy tietoisuuden käsitteeseen ja kaikkein subjektiivisten kokemusteni (kuten värit, tuntemukset, kokemus omasta olemassaolosta) perustalle voidaan olettaa informaation pallottelu atomien tai niiden joukkojen välillä.

Informaation käsite muuttuu vieläkin mielenkiintoisemmaksi kun sitä ajattelee relativistisesta näkökulmasta. Jokainen havaitsija (inertiaalikoordinaatisto) näkee fysikaalisen informaation eri tavalla; esimerkiksi karakteristinen aika, joka kuluu informaation siirtymiseen kahden fiksatun pisteen (olkoot A ja B) välillä riippuu havaitsijan liiketilasta.

13

193

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • tavujaperkele

      Nii'in. Jos on esimerkiksi 2 GHz kantoaalto, niin millaiseen bittinopeuteen sillä pääsee tiedosniirrossa ?

      • tavujaperkele

        Näkyvän valon taajuus on 380–750 terahertsiä (THz). Jos vaikka 1000 aallon jaksoa käytettäisiin yhdelle bitille, niin dataa menisi 380–750 Gb/s. Tuo on hiha-arvio. Todellisuudessa nopeus voi olla ainakin 10-kertainen, ehkä ylikin.

        Mitä sanovat tietoliikennespesialistit.


    • tavujaperkele

      Yksi tavu on 8 bittiä. Sillä voi esittää yden kirjaimen. Niinpä VMP tarvitsee 24 bittiä. Se, paljonko informaatiota tuo bittijono pitää sisällään, riippuu täysin vastaanottajasta.

    • Inforealisti2

      Informaatio ei voi kulkea valon tyhjiönopeutta nopeammin, ei edes gravitaatiovuorovaikutus. Matemaattiset madoreiäthän perustunevat avaruuden taivuttamiseen siten, että jokin piste avaruudessa yhdistyy pisteeseen aivan toisaalla, ja arvelen tuon olevan mahdotonta siten, että informaatio siirtyisi suurille etäisyyksille valoa nopeammin.

      En sitten osaa sanoa miten ajatellaan tunneloitumisilmiössä informaation siirtyminen (potentiaalisesti) valoa nopeammin näissä teorioissa (Polchinski), joissa mustan aukon horisontin tuntumassa syntyneen hiukkasparin sidos rikkoontuisikin (vapauttaen mahdottomasti energiaa, aikaansaaden firewalliksi kutsutun myräkän). Jos informaation olemuksen pohdiskelu kiinnostaa, niin tuolta suunnasta sitä kannattaa lähteä tutkimaan - mennään ainakin tieteen eturintamassa, kvanttigravitaatiota lähestyen. Kerro täälläkin, mitä löytyi.

      Tuo tietoisuuden tai älyllisen havaitsijan vaatimus informaatioon liittyen on mielestäni metafysiikkaa (Schrödingerin kissat jne.), ja siis filosofian osastoon kuuluvaa. (Eikö universumia ollut olemassa ennen ensimmäistäkään riittävän älykästä havainnoitsijaa, tai onko universumi vain simulaatio jne. jne.)

      Aika kuluu eri lailla jos on nopeuseroa (käsittääkseni suhteessa vallitseviin gravitaatiokuoppiin), samoin jos toinen mittaaja on syvemmässä gravitaatio"kuopassa" kuin toinen. Ja vielä on eroa siinä, josko se kuopan tehnyt massa pyörii, varsinkin musta aukko, mikä taivuttaa avaruutta vielä lisää, koska tuolla massalla on liike-energiaa. Eli mittaajan sijainnin avaruuden kaarevuus vaikuttaa nopeuden lisäksi. Enpäs hahmota, miten muuten tuo liike tai gravitaatio vaikuttaisi informaatioon. Yleisen suhteellisuusteorian osastoa.

      Saa korjata, jos tuli virheitä tai puuta heinää...

    • Inforealisti2

      Jaa, jos ajatellaan informaatiota siis siten, mikä on informaatiota, mikä ei, minkä verran sitä on missäkin jne:

      Planckin mittahan asettaa rajat sijainnin tarkkuudelle, eli jos haluamme välittää vaikkapa hiukkasen sijainnin, ei sitä tarvitse kertoa tarkemmin kuin planckin sijainnin tarkkuudella. Myöskään ajanhetkeen ei tarvitse mitään äärettömän tarkkaa tietoa, joka veisi (pakattunakin!) äärettömän määrän bittejä, koska aikakin on kvantittunut ja kulkee siis planckin ajan pituisina pykälinä (ollen aika, jonka valolta tyhjiössä kestää kulkea planckin matka).

      Nyt jos tarkastellaan mustan aukon tapahtumahorisontin sisäpuolelle kulkeutunutta materiaa tai säteilyä, sillä on luonnollisesti informaatiota mukanaan ainakin siitä, mikä hiukkanen on kyseessä. Luultavasti muutakin, kuten sen nopeus, energia, suunta jne. Mikähän olisi siis informaation määrä, jonka vaikkapa tapahtumahorisontin läpäisevään protoniin liittyy, ja joka informaatio siis ehkä ei katoa - vaan mitä?

      Projisoituu mustan aukon tapahtumahorisontin pinnalle (ei ehkä riitä pinnan tila, sanovat havainnot siitä että GEO600-ilmaisimen tulosten antama 3-ulotteisen avaruuden rakeisuus ei taida pitää paikkaansa Integral-ilmaisimen polarisaatiohavaintojen perusteella, vaan on vain kohinaa tms.)?

      Jää vangituksi näennäiseen horisonttiin (Hawkingin selitysehdotelma), kunnes joskus vapautuu?

      Jotain muuta? Pannaan tähän ad hoc -ratkaisu: mustan aukon tapahtumahorisontti muodostuu, ja se muodostuu siten, että syntyy neliulotteinen musta aukko, jonka havaitsemme kolmiulotteisena pallona. Tälle neliulotteiselle pinnalle tuo informaatio yllättäen mahtuukin. Nobelit sitten mulle, vaikka eihän ne ruotsalaiset niitä suomalaisille juuri jaa, jollen vaihda kansallisuutta.

      No riittää alkuun, kun avaatte tuota mustaan aukkoon syöksyvän protonin informaation määrää. Vaikkapa huomiseen mennessä on ok. (linkki riittää)

    • nopeus_vaihtelee

      Informaation nopeus ei ole vakio. Toisten kalloihin saa takoa tietoa (informaatiota) vaikka kuinka kauan mutta tieto ei vaan mene perille. Jotkut omaksuvat tietoa varsin nopeastikin.

    • näin_se_on

      Toisilla sytyttää varsin hitaasti jos ollenkaan. Toisilla taas sytyttää varsin nopeasti ja näin tehdään niitä keksintöjä.
      Tottahan toki me tunnemme nämä kansalliset sadut hölmöläisistä.

    • al_jabr

      Kun valo on kulkenet kohteeseensa, on sinne saapunut ainakin yksi kvantti. Se on jo informaatiota. Siis valon nopeudella.

      Jos kyseessä on ihmiselle hyödyllinen info, kai pitää kysyä, miten paljon jatkuvaan valoon voidaan nykytekniikalla moduloida infoa. Aika paljon, ja tekniikka etenee, on lyhyessä ajassa jo kaksinkertaistunut.

    • Ajatuksia

      Vielä tuohon ihan ensimmäiseen osaan aloituskysymystä. Jos puhutaan signaalin nopeudesta avaruuden pisteiden välillä, rajana on valon tyhjiönopeus.

      Pari ajatuskoetta:

      Haluamme lähettää signaalin maasta kuuhun (valolta tyhjiössä n. 1.26 sekuntia), informaatiosisällöltään vain "nyt".

      Onko tapaa välittää signaali valoa nopeammin, edes teoriassa? Jos lähetämme sen radiosignaalina (säteilyä/valoa) se kestää sen 1.26 sekuntia (ilmakehässä kulkee hieman tyhjiönopeutta hitaammin). Jos meillä olisi hypoteettinen täysin venymätön tikku, joka ulottuisi kuuhun, ja jonka päätä kopauttaisimme merkiksi, rajanopeus olisi silti valon tyhjiönopeus. Käsittääkseni ei ole mitään fyysikoiden mielestä mahdollista tapaa välittää signaalia nopeammin, edes teoriassa.

      Toinen juttu on sitten, jos nopeudella tarkoitetaan yhtään pakkautumattoman informaation lähettämistä vaikkapa maksimaalinen määrä sekunnissa. Luulisin, että on laskettavissa minimissään tarvittava energia tietylle datamäärälle per sekunti.

    • valonnopeus.ylärajana

      Ei informaatio ole mitään muuta kuin tietoa tarkoittava sana. Tietoa voi välittää esim. sähkömagneettisena säteilynä tai ääniaaltoina.

    • Information liikkumisnopeuden ylaraja on c, valonnopeus.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. En tullut, koska käytit päätäsi.

      Ja koska ihmiset pilaavat sillä mahdollisuudet, kaikki mikä toimii vaatii oman lähestymistapani. Kun levittää punaisia m
      Ikävä
      37
      2726
    2. Miten kaivattusi teki sinuun lähtemättömän vaikutuksen?

      Minulla kävi niin, että hän laittoi ruokaa, kun olin nälkäinen. Tie miehen sydämeen käy vatsan kautta.
      Ikävä
      89
      1174
    3. Alkon myynti putosi kesäkuussa 10 prosenttia

      Niin se hallitus tuhoaa valtion verokertymää ylisuurella alkoholiverolla, kun kansalaiset hankkivat juomansa ulkomailta.
      Maailman menoa
      127
      979
    4. Oliko mies vetäytyminen

      Toimiva veto? Miten meille kävi. Ei hyvin ja mahdottomalta tuntuu tilanne nyt.
      Ikävä
      60
      950
    5. Mitä söitte Hänen kanssaan yhdessä viimeksi?

      Tällainen vihjeketju:)
      Ikävä
      66
      907
    6. Ulosotossa olevan tulisi saada itse päättää

      Maksetaanko hänen ulosotossa olevia velkoja takaisin yksi kerrallaan vai ripotellen pikku summia sinne tänne, kuten ulos
      76
      858
    7. Oon tässä pohtinut että se nainen

      Ei sovi sulle. Ihmetyttää mitä näet hänessä. Mieheltä miehelle
      Ikävä
      70
      805
    8. EU:lta tyly ratkaisu Temulle

      On se hyvä, että EU on vihdoin ja viimein puuttunut noiden Kiinan krääsän kauppiaiden toimintaan. https://www.is.fi/ta
      Maailman menoa
      99
      802
    9. Nainen on ihana

      ilta-päivää tosi söpölle naiselle 🤗😘☺ Jos saisin sinut nainen oisin onnellisin mies Etpäs tiedäkään keneltä tämä on?
      Ikävä
      25
      718
    10. Hallinto-oikeus kumosi valtuuston päätöksiä

      Teksti-tv kertoo, että valtuuston päätöksentekoon on osallistunut varavaltuutettu jolla ei ollut oikeutta osallistua. Mi
      Ähtäri
      30
      684
    Aihe