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A quantidade de informações no universo visível é quantitativamente limitada

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Crédito CC0: domínio público

Os pesquisadores há muito suspeitam de uma ligação entre a informação e o universo físico, com muitos paradoxos e experimentos mentais usados ​​para explorar como e por que a informação pode ser codificada na matéria física. A era digital impulsionou esse campo de estudo, sugerindo que a solução dessas questões de pesquisa pode ter aplicações concretas em vários ramos da física e da computação.


em um AIP avançado, um pesquisador da Universidade de Portsmouth está tentando esclarecer exatamente quanto Em formação Está bem ali e fornece uma estimativa numérica de quanta informação está codificada em toda a matéria visível do universo – cerca de 6 vezes 10 à potência de 80 bits de informação. Embora este estudo não seja a primeira estimativa desse tipo, a abordagem deste estudo é baseada na teoria da informação.

Autor Melvin M. “Houve várias tentativas de estimar o conteúdo de informação do universo, mas neste artigo eu descrevo uma abordagem única que adicionalmente assume quanta informação pode ser comprimida em uma única partícula fundamental.”

Para produzir a estimativa, o autor usou a teoria da informação de Shannon para estimar a quantidade de informação codificada em cada partícula elementar em universo visível 1.509 bits de informação. O matemático Claude Shannon, apelidado de pai da era digital por causa de seu trabalho em teoria da informaçãoEste método de medição da informação foi definido em 1948.

“Esta é a primeira vez que este método foi usado para medir o conteúdo de informação do universo e fornece uma previsão numérica clara”, disse Fobson. “Mesmo que não seja totalmente precisa, a previsão numérica oferece um caminho potencial para o teste empírico.”

Pesquisas recentes estão lançando luz sobre as maneiras como a informação e a física interagem, por exemplo, como a informação sai de um buraco negro. No entanto, o significado físico exato da informação ainda é indescritível, mas várias teorias radicais afirmam que a informação é física e pode ser medida.

Em estudos anteriores, Fobson levantou a hipótese de que a informação é o quinto estado da matéria junto com sólidos, líquidos, gases e plasmas, e esta matéria escura indescritível poderia ser informação. O estudo de Vopson também envolveu a derivação de uma fórmula que reproduz com precisão o conhecido número de Eddington, que é o número total de prótons no universo observável.

Enquanto a abordagem neste estudo ignorou antipartículas e neutrinos e fez certas suposições sobre a transmissão e armazenamento de informações, ele fornece uma ferramenta única para estimar o conteúdo de informação de cada partícula elementar. Experimentos práticos agora podem ser usados ​​para testar e refinar essas previsões, incluindo pesquisas para provar ou refutar a hipótese de que a informação é o quinto estado de Coisa No Universo.


O conteúdo digital na trilha equivale à metade da massa da Terra em 2245


Mais Informações:
“Estimando a informação contida na matéria visível do universo” AIP avançadoE aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0064475

a citação: Quantidade de informações no universo observável (2021, 19 de outubro) Obtido em 19 de outubro de 2021 em https://phys.org/news/2021-10-amount-visible-universe-quantified.html

Este documento está sujeito a direitos autorais. Não obstante qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.

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Cientistas descobriram uma chave para desvendar o mistério das doenças cerebrais degenerativas, como a doença de Alzheimer

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Cientistas descobriram uma chave para desvendar o mistério das doenças cerebrais degenerativas, como a doença de Alzheimer

O desenvolvimento do NeuM, uma nova tecnologia de marcação neuronal, representa um grande passo em frente na luta contra as doenças neurodegenerativas. Ao permitir a marcação seletiva e imagens de alta resolução das membranas neuronais, o NeuM facilita o estudo detalhado das estruturas neuronais e suas alterações ao longo do tempo. Esta tecnologia promete ser um trunfo vital na compreensão e desenvolvimento de tratamentos para doenças como a doença de Alzheimer, oferecendo esperança para avanços na investigação e tratamento de doenças neurodegenerativas. Crédito: SciTechDaily.com

Os cientistas desenvolveram o NeuM, uma técnica de marcação neuronal que permite o monitoramento detalhado da estrutura neuronal. Monitoramento bem sucedido de alterações neurológicas por até 72 horas.

doença de Alzheimer A doença de Parkinson, a doença de Parkinson e o acidente vascular cerebral são a principal tríade de doenças neurodegenerativas. Esses distúrbios são caracterizados pela disfunção e deterioração progressiva das células nervosas, neurônios. Para compreender os mecanismos subjacentes a estas condições neurológicas e formular tratamentos, é essencial ter técnicas de rotulagem que permitam a visualização de alterações neuronais em condições saudáveis ​​e patológicas.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Kim Yeon-kyung do Brain Science Institute do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (Kist, em colaboração com a equipe do professor Zhang Yong-tai da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, anunciou o desenvolvimento de uma tecnologia de rotulagem neuronal de próxima geração chamada NeuM. NeuM (membranas neuronais seletivas) rotula seletivamente as membranas neuronais, visualizando estruturas neuronais e permitindo o monitoramento em tempo real das alterações neuronais.

Pesquisadores da equipe do Dr. Kim Yun-kyung no KIST

Pesquisadores da equipe do Dr. Kim Yun-kyung no KIST estão usando a tecnologia de rotulagem neuronal de próxima geração, NeuM, para visualizar neurônios em tempo real e examinar imagens de alta resolução. Crédito: Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia

Os neurônios modificam continuamente sua estrutura e função para transmitir informações dos órgãos sensoriais ao cérebro e organizar pensamentos, memórias e comportamentos. Portanto, para superar as doenças neurodegenerativas, é necessário desenvolver técnicas que rotulem seletivamente os neurônios vivos para monitoramento em tempo real. No entanto, as atuais técnicas de marcação baseadas em genes e anticorpos, que são comumente usadas para monitorar neurônios, sofrem declínio Precisão O rastreamento a longo prazo é difícil devido à sua dependência da expressão genética ou de proteínas específicas.

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Vantagens e capacidades do NeuM

NeuM, desenvolvido pela equipe de pesquisa por meio do design molecular de neurônios, tem excelente afinidade com membranas neuronais, permitindo rastreamento de longo prazo e imagens de alta resolução de neurônios. Sensores fluorescentes dentro do NeuM se ligam a membranas neuronais usando atividade de células vivas e emitem sinais fluorescentes após excitação por comprimentos de onda específicos de luz. Esta visualização das membranas celulares neuronais permite a observação detalhada das estruturas dos terminais nervosos e o monitoramento de alta resolução da diferenciação e interações neuronais.

Design molecular para marcação seletiva de membranas neuronais

Design molecular para marcação seletiva de membranas neuronais. Crédito: Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia

NeuM, como a primeira tecnologia a corar membranas celulares através de endocitose em neurônios vivos, mostra reatividade seletiva em relação a células vivas, excluindo células mortas sem internalização. Além disso, a equipa de investigação conseguiu alargar o tempo de monitorização dos neurónios de apenas 6 horas para 72 horas, permitindo que mudanças dinâmicas em neurónios vivos fossem capturadas durante um período prolongado em resposta a mudanças ambientais.

Espera-se que o NeuM forneça informações sobre pesquisa e desenvolvimento de tratamentos para doenças neurodegenerativas, para as quais atualmente não há cura. Estas doenças, incluindo a doença de Alzheimer, resultam de danos nas células nervosas devido à produção de proteínas tóxicas, como a amilóide, e ao influxo de substâncias inflamatórias. O monitoramento atento do NeuM quanto a alterações neurológicas pode efetivamente facilitar a avaliação de compostos terapêuticos candidatos.

“O NeuM, que foi desenvolvido desta vez, pode distinguir entre envelhecimento e degeneração de neurônios, tornando-se uma ferramenta crucial na elucidação dos mecanismos de distúrbios cerebrais degenerativos e no desenvolvimento de tratamentos”, disse o Dr. Ele também acrescentou: “No futuro, planejamos melhorar o NeuM para uma análise mais precisa dos neurônios, projetando comprimentos de onda fluorescentes para distinguir cores como verde e vermelho”.

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Referência: “NeuM: uma sonda seletiva de neurônios incorporada em membranas neuronais vivas por meio de endocitose aprimorada mediada por clatrina em neurônios primários” por Yoonsik Song, Lizaveta Gotina, Kyu-Hyun Kim, Jung-Yul Lee, Solji Shin, Hira Aziz, Dong- Min Kang, Xiao 7 de dezembro de 2023, 7 de dezembro de 2023 Angewandte Chemie Edição Internacional.
doi: 10.1002/anie.202312942

Esta pesquisa foi apoiada pelo Ministério da Ciência e TIC (Ministro Lee Jung-ho) por meio dos Principais Projetos KIST e do Projeto Superando a Demência (RS-2023-00261784).

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SpaceX lança 23 satélites Starlink da Flórida (fotos)

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SpaceX lança 23 satélites Starlink da Flórida (fotos)

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Um foguete Falcon 9 transportando 23 espaçonaves Starlink decolou da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, hoje às 18h17 EDT (2217 GMT).

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Pode haver uma lua extra orbitando a Terra, e os cientistas acham que sabem exatamente de onde ela veio

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