Primero, vamos a crear un universo con solo 1 átomo.
De hecho, comencemos con el primer átomo que creó el universo. Hidrógeno. Específicamente su isótopo más simple, Protium.
Actualmente ocupa el 99.985% del universo. Así que simular este universo de 1 átomo nos da un buen estadio para todo el universo.
Tiene 1 electrón y 1 protón. Asignémosle un lugar en la memoria, como 1 byte cada uno.
- ¿Cuáles son los mejores argumentos contra el calentamiento global provocado por el hombre?
- ¿Es el ching científico?
- ¿Es el debate una ciencia falsa?
- ¿Qué está mal con la ciencia hoy?
- ¿Cómo condujeron la filosofía y las matemáticas al desarrollo de la ciencia?
Nuestro universo tiene una masa atómica, u, de 1.00782504, almacenemos esta información como 1 byte en nuestro sistema.
El electrón es tan pequeño y está lejos del protón, y el protón tiene tan poca masa que la gravedad tampoco puede existir. Imagina una pelota de golf que orbita alrededor de la tierra tan lejos como la luna. Pero asignémoslo a nuestro universo de todos modos y almacenemos esta variable, G, nuevamente como 1 byte.
No hay luz en nuestro universo ya que solo tiene 1 electrón. Por lo tanto, no es necesario asignar luz a la memoria.
Ahora necesitamos averiguar alguna información sobre nuestro electrón. Esto puede expresarse ampliamente en 4 “números cuánticos”; Principal, azimutal, magnético y giratorio.
Así que vamos a calcularlos.
Spin, indica el ‘spin’ del electrón que reside en algún orbital atómico, dado como:
|| S || = s (s + 1) ^ 1/2 * h
Principal, indica el tamaño orbital.
n = nr + l + 1
Azimut, indica la forma del orbital.
L ^ 2Ψ = h ^ 2l (l + 1) * Ψ
Magnético, indica la orientación de un orbital particular en el espacio.
L = h * l (l + 1)
Todas las variables en nuestro universo se pueden describir como;
e- = electron
p = protón
u = masa atómica unificada
G = efecto gravitacional
|| s || = norma de vector de espín
s = número cuántico de espín asociado con el momento angular de espín
h = es la constante de planck reducida
n = es el número cuántico principal
nr = número de nodos en la función de onda radial
l = es el número cuántico de acimut, es un número entero no negativo
L = no tiene un significado real, excepto en su uso como operador de momento angular
L ^ 2 = operador de momento angular orbital
Ψ = es la función de onda del electrón (vea la imagen a continuación)
Ahora, Ψ, la función de onda, representa la probabilidad de que el electrón esté en un lugar particular en un momento en el tiempo. No podemos saberlo con certeza, pero podemos calcular su probabilidad de estar en algún lugar. En la imagen de arriba, negro = 0% de probabilidad y un blanco hipotético = 100%.
Cada sombra en el medio representa la probabilidad. Una probabilidad del 100% no existe, hasta que medimos. Esto se conoce comúnmente como el Principio de Incertidumbre.
Entonces, solo esta variable ocupará una memoria infinita en nuestra computadora, ya que tendríamos que calcular las posiciones infinitas en las que podría estar el electrón. Sin embargo, como indica su pregunta, estamos viendo una instantánea. Entonces conocemos la posición del electrón.
Con esto en mente, podemos asignar a la posición del electrón un lugar en la memoria de nuestra computadora, nuevamente almacenemos esto como 1 byte.
Entonces, asumamos que todas las variables ocuparán 1 byte de información en nuestra computadora. Tenemos 13 variables.
Aquí hay un video que explica el almacenamiento de datos
Así que tenemos la tecnología para expresar 1 átomo como un solo bit de memoria.
Por lo tanto;
1 byte = 8 bits atómicos
En nuestro universo estático de 13 variables tenemos;
13 bytes = 104 bits atómicos
Hay un efecto multiplicador aquí porque la cantidad de datos necesarios para expresar un átomo es mayor que el átomo. No podemos expresar el átomo en sí, en un solo átomo de datos almacenados en la memoria.
Entonces, para simular 1 átomo en nuestra computadora, toma un mínimo de 104 bits atómicos de espacio en la memoria. Eso es si podemos almacenar cada variable como 1 byte. En la mecánica cuántica, las cosas a veces tienden a ir al infinito, como nuestro ejemplo de función de onda, lo que significa que nuestra computadora necesita infinitos bytes de memoria. De lo contrario se estrellará 😉
Así que en respuesta a su pregunta, mi estimación sería de al menos 104 bits atómicos.