Information als Energie: Ein neuer Blick auf Raum, Zeit und Dunkle Energie

Die moderne Physik beschreibt das Universum nicht einfach als leeren Raum, in dem Materie herumfliegt. Raum und Zeit selbst sind Teil der physikalischen Wirklichkeit. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie krümmen Materie und Energie die Raumzeit. Genau diese Krümmung erleben wir als Gravitation. Sterne, Galaxien und sogar Licht bewegen sich nicht durch eine starre Bühne, sondern durch eine Raumzeit, die durch Energie und Materie geformt wird.

Doch eine der größten Fragen der heutigen Kosmologie ist damit noch nicht gelöst: Warum dehnt sich das Universum beschleunigt aus? Um diese beschleunigte Ausdehnung zu erklären, spricht die Physik von Dunkler Energie. Sie scheint einen großen Teil des gesamten Energiehaushalts des Universums auszumachen. Trotzdem ist bis heute unklar, was Dunkle Energie eigentlich ist. Oft wird sie mathematisch als zusätzliche Größe in die Gleichungen eingefügt. Das funktioniert rechnerisch, erklärt aber noch nicht wirklich, welche tiefere Struktur dahinterstehen könnte.

Hier setzt ein anderer Gedanke an: Vielleicht besteht der Energiehaushalt des Universums nicht nur aus sichtbarer Materie, Strahlung und einer rätselhaften Dunklen Energie. Vielleicht gibt es auch einen informationellen Anteil – eine Form von Energie, die aus der Struktur von Information selbst hervorgeht.

Dieser Ansatz verändert nicht einfach die bekannte Physik. Er versucht vielmehr, sie zu erweitern. Die geometrische Definition von Energie bleibt erhalten. Auch die Grundidee der Relativitätstheorie bleibt bestehen: Energie und Materie beeinflussen die Raumzeit. Neu ist die Frage, ob zusätzlich ein informationeller Beitrag zur gesamten Energiebilanz des Universums existieren kann. In dem zugrundeliegenden Modell wird dieser Beitrag mathematisch als ein eigener Anteil im Energiehaushalt der Raumzeit beschrieben.

Was bedeutet „informationelle Energie“?

Information klingt im Alltag zunächst nach Daten, Nachrichten, Sprache, Zahlen oder Computertechnik. In der Physik hat Information jedoch eine tiefere Bedeutung. Sie beschreibt nicht nur Mitteilungen, sondern auch Ordnung, Unterscheidbarkeit, Zustand, Struktur und Beziehung zwischen möglichen Zuständen eines Systems.

Ein einfaches Beispiel: Wenn zwei Zustände vollkommen gleich sind, gibt es zwischen ihnen keinen Unterschied. Wenn sie sich unterscheiden, entsteht Information über diesen Unterschied. In der Physik kann ein solcher Unterschied mathematisch beschrieben werden. Ein wichtiges Konzept dafür ist die sogenannte relative Entropie. Sie misst vereinfacht gesagt, wie stark ein tatsächlicher Zustand von einem Vergleichszustand abweicht.

Genau dieser Gedanke steht im Mittelpunkt: Wenn der tatsächliche Zustand des Universums von einer bestimmten informationellen Referenzstruktur abweicht, könnte diese Abweichung nicht nur abstrakte Information sein. Sie könnte sich auf makroskopischer Ebene wie ein energetischer Beitrag auswirken.

Das bedeutet nicht, dass Information einfach „eine neue Substanz“ ist. Es bedeutet auch nicht, dass Gedanken oder digitale Daten direkt Sterne bewegen. Gemeint ist etwas Grundlegenderes: Information wird als physikalische Struktur betrachtet, die in einem geeigneten Modell zum Energiehaushalt der Raumzeit beitragen kann.

Der entscheidende Punkt lautet: Information ist nicht nur Beschreibung von Wirklichkeit. Sie könnte ein Teil der Wirklichkeit sein, der in bestimmten kosmologischen Situationen selbst energetische Bedeutung erhält.

Warum Vergangenheit und Zukunft eine Rolle spielen

Normalerweise stellen wir uns Ursache und Wirkung in einer Richtung vor: Die Vergangenheit wirkt auf die Gegenwart, und die Gegenwart formt die Zukunft. Das ist die gewohnte Alltagsperspektive. In der fundamentalen Physik ist die Lage jedoch komplizierter. Viele Grundgleichungen sind zeitlich erstaunlich symmetrisch. Sie erlauben Beschreibungen, in denen nicht nur Anfangsbedingungen, sondern auch Randbedingungen eine Rolle spielen.

Ein kausal-symmetrischer Ansatz betrachtet die physikalische Geschichte nicht nur vom Anfang her. Er fragt, ob ein System auch durch Bedingungen an beiden zeitlichen Enden beschrieben werden kann: durch eine Art Anfangsstruktur und eine Art Endstruktur. Zwischen diesen Grenzen entfaltet sich das, was wir als physikalische Wirklichkeit erleben.

Das klingt zunächst ungewohnt, ist aber nicht einfach Fantasie. In der Quantenphysik gibt es bekannte zeit-symmetrische Deutungen und Modelle, die solche Fragen ernst nehmen. Der hier beschriebene Ansatz nutzt diesen Gedanken, um zu fragen: Wenn die Entwicklung der Raumzeit durch solche Randstrukturen mitbestimmt wird, könnte dann ein informationeller Anteil entstehen, der den inneren Verlauf des Universums beeinflusst?

In einfacher Sprache: Das Universum wird hier nicht nur als Maschine betrachtet, die blind aus einem Anfangszustand abläuft. Es wird als ein System beschrieben, dessen Struktur auch durch informationelle Bedingungen geprägt sein kann, die über die einfache Vergangenheit-Gegenwart-Zukunft-Reihenfolge hinausgehen.

Dunkle Energie als informationeller Effekt?

Dunkle Energie ist eines der größten Rätsel der modernen Wissenschaft. Sie wird gebraucht, um die beschleunigte Ausdehnung des Universums zu erklären. Doch ihr Ursprung bleibt offen. Ist sie eine Eigenschaft des leeren Raums? Eine kosmologische Konstante? Ein neues Feld? Oder ein Hinweis darauf, dass unser Verständnis von Gravitation noch nicht vollständig ist?

Der informationelle Ansatz bietet keine fertige endgültige Antwort. Er behauptet nicht, das Rätsel der Dunklen Energie bereits gelöst zu haben. Stattdessen zeigt er einen möglichen Weg: Ein informationeller Beitrag könnte sich auf kosmologischer Ebene ähnlich verhalten wie Dunkle Energie.

Dabei wird angenommen, dass der gesamte Energiehaushalt des Universums nicht nur aus Materie und Strahlung besteht. Zusätzlich kann ein informationeller Energieterm auftreten. Dieser Term wird über eine grob gemittelte informationelle Abweichung beschrieben. Auf der Ebene eines gleichmäßig verteilten Universums kann dieser Beitrag in die kosmologischen Gleichungen eingehen, ähnlich wie andere Energieformen.

In der einfachsten Näherung kann sich dieser informationelle Anteil vakuumartig verhalten. Das bedeutet: Er könnte eine Wirkung besitzen, die an Dunkle Energie erinnert. Wichtig ist jedoch die Grenze der Aussage: Es handelt sich um ein theoretisches Modell, nicht um den Nachweis einer neuen Naturkraft. Der Wert liegt darin, dass Dunkle Energie nicht einfach als fremder Zusatz eingefügt wird, sondern als möglicher Ausdruck einer tieferen informationellen Struktur beschrieben werden kann.

Energie bleibt Energie – aber der Inhalt wird erweitert

Ein wichtiger Punkt ist, dass dieser Ansatz die bekannte Definition von Energie nicht einfach aufgibt. In der Relativitätstheorie wird Energie geometrisch beschrieben: Ein Beobachter misst Energie abhängig von Bewegung, Raumzeitstruktur und dem sogenannten Energie-Impuls-Tensor. Dieser Energie-Impuls-Tensor sagt der Raumzeit, wie sie sich krümmen soll.

Der neue Gedanke lautet nicht: „Die alte Physik ist falsch.“ Sondern: Vielleicht enthält der gesamte Energie-Impuls-Tensor mehr als nur Materie und Strahlung. Vielleicht gibt es zusätzlich einen informationellen Anteil.

Man kann sich das vereinfacht so vorstellen: Die Gleichung bleibt in ihrer Grundform erhalten, aber auf der rechten Seite steht nicht nur das, was wir gewöhnlich als Materie und Strahlung zählen. Dort kann auch ein informationeller Beitrag auftauchen. Dieser Beitrag wäre kein beliebiger Zusatz, sondern mathematisch an eine Struktur gebunden: an die Abweichung eines tatsächlichen Zustands von einem Referenzzustand.

Damit wird Information nicht lose behauptet, sondern in eine präzise physikalische Rolle gebracht. Sie wird als möglicher Beitrag zum gesamten Energiehaushalt formuliert.

Was hat das mit Einstein zu tun?

Einstein zeigte mit seiner berühmten Formel, dass Masse und Energie zwei Seiten derselben Wirklichkeit sind. In der üblichen Form lautet sie: Energie entspricht Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat. Der hier beschriebene Ansatz verändert diese Grundform nicht. Er erweitert vielmehr die Frage, was alles zur Gesamtenergie beitragen kann.

Wenn ein informationeller Energieterm existiert, dann hätte auch dieser Anteil eine entsprechende effektive Massendichte innerhalb des Modells. Das bedeutet nicht, dass Information plötzlich wie ein Stein auf einer Waage liegt. Es bedeutet, dass ein informationeller Beitrag auf kosmologischer Ebene so in den Energiehaushalt eingehen kann, dass er mathematisch auch als effektiver Massenanteil beschrieben werden kann.

Die Struktur der bekannten Masse-Energie-Beziehung bleibt dabei erhalten. Der Unterschied liegt im Inhalt: Zur Gesamtenergie können neben Materie und Strahlung auch informationelle Beiträge gehören. Genau dadurch wird der Energiebegriff nicht zerstört, sondern erweitert.

Warum das im Alltag nicht auffällt

Wenn Information tatsächlich einen kosmologischen Energieanteil bilden kann, stellt sich sofort eine Frage: Warum merken wir davon im Alltag nichts?

Die Antwort liegt in der Größenordnung. In gewöhnlichen lokalen Situationen – also in Laboren, auf der Erde oder in schwachen Gravitationsfeldern – wäre dieser informationelle Beitrag nach dem Modell sehr klein oder nahezu gleichmäßig im Hintergrund verteilt. Die bekannte Physik würde daher mit sehr hoher Genauigkeit weiterhin gelten.

Das ist wichtig. Ein gutes theoretisches Modell darf nicht einfach alles umwerfen, was bereits erfolgreich getestet wurde. Es muss erklären können, warum die bekannte Physik in normalen Bereichen funktioniert, während neue Effekte nur unter bestimmten Bedingungen relevant werden.

In diesem Fall wäre der informationelle Anteil vor allem in kosmologischen Zusammenhängen interessant: beim Universum als Ganzem, bei der großräumigen Entwicklung der Raumzeit und möglicherweise bei der Frage, warum sich das Universum beschleunigt ausdehnt.

Warum Information vielleicht grundlegender ist, als wir denken

In den letzten Jahrzehnten wurde Information in der Physik immer wichtiger. Schwarze Löcher, Quantenmechanik, Thermodynamik, Entropie, Gravitation und Kosmologie lassen sich kaum noch vollständig denken, ohne über Information zu sprechen. Die Frage lautet nicht mehr nur, was Materie ist. Die Frage lautet auch: Wie ist Wirklichkeit strukturiert? Welche Zustände sind möglich? Welche Unterschiede sind physikalisch bedeutsam? Wie hängt Ordnung mit Energie zusammen?

Der hier dargestellte Ansatz gehört zu dieser größeren Entwicklung. Er stellt Information nicht nur als Hilfsmittel des Beobachters dar, sondern als möglichen Bestandteil der physikalischen Beschreibung selbst. Wenn die Raumzeit nicht nur durch Materie, sondern auch durch informationelle Abweichungen geprägt wird, dann bekommt Information eine viel tiefere Rolle.

Das ist besonders spannend, weil es eine Brücke zwischen verschiedenen Bereichen schlägt: Relativitätstheorie, Quanteninformation, Thermodynamik und Kosmologie. Diese Gebiete wirken oft getrennt, berühren sich aber an den großen offenen Fragen der Physik.

Was dieser Ansatz nicht behauptet

Bei solchen Themen ist Klarheit wichtig. Der Ansatz behauptet nicht, dass Dunkle Energie endgültig erklärt ist. Er behauptet auch nicht, dass Information bereits als fundamentale Energieform experimentell nachgewiesen wurde. Ebenso wenig wird eine vollständige mikroskopische Theorie geliefert, die alle Details von Quantenfeldern, Raumzeit und Kosmologie endgültig verbindet.

Stattdessen wird ein mathematisch geordneter Vorschlag gemacht: Man kann einen informationellen Energieterm so formulieren, dass er mit der bekannten geometrischen Definition von Energie vereinbar bleibt, in die kosmologischen Gleichungen eingeht und sich unter bestimmten Bedingungen wie ein Dunkle-Energie-ähnlicher Beitrag verhalten kann.

Der Wert liegt also nicht in einer fertigen Schlusslösung, sondern in einem neuen theoretischen Rahmen. Er macht eine Idee präziser, die oft nur vage ausgesprochen wird: dass Information nicht nur über das Universum spricht, sondern möglicherweise an seiner Struktur beteiligt ist.

Fazit: Das Universum als Energie, Geometrie und Information

Die moderne Physik hat gezeigt, dass Raum und Zeit nicht starr sind. Sie können sich krümmen, ausdehnen und auf Energie reagieren. Doch vielleicht ist der Energiehaushalt des Universums noch nicht vollständig verstanden. Vielleicht fehlt in unserer Beschreibung ein Anteil, der nicht aus gewöhnlicher Materie stammt, sondern aus Information selbst.

Der Gedanke der informationellen Energie eröffnet genau diese Möglichkeit. Er betrachtet Information nicht als bloße Beschreibung, sondern als mögliche physikalische Größe, die in bestimmten Modellen zur Raumzeit und zur kosmischen Entwicklung beitragen kann.

So entsteht ein neues Bild: Das Universum besteht nicht nur aus Dingen, Kräften und leerem Raum. Es könnte auch durch informationelle Strukturen geprägt sein, die bestimmen, wie Zustände voneinander abweichen, wie Energie verteilt ist und warum sich die Raumzeit im Großen so verhält, wie sie es tut.

Den vollständigen wissenschaftlichen Artikel finden Sie unter:

Elias Rubenstein (2026) Informational Energy in a Causal–Symmetric Framework for Spacetime.
International Journal of Nano Research ,Vol: 9, Issu: 1 (01-05)
DOI: 10.3619/2581-6608.1000133

Elias Rubenstein: Informational Energy in a Causal–Symmetric Framework for Spacetime.pdf