När vi använder resurser, som kol, olja, naturgas, koppar, kisel och aluminium, att driva massiva datorgårdar och bearbeta digital information, våra tekniska framsteg omfördelar jordens materia från fysiska atomer till digital information – materiens femte tillstånd, tillsammans med vätska, fast, gas och plasma.

Så småningom, vi kommer att nå en punkt av full mättnad, en period i vår utveckling där digitala bitar kommer att vara fler än atomerna på jorden, en värld "mest datorsimulerad och dominerad av digitala bitar och datorkod, " enligt en artikel publicerad i AIP avancerar .

Det är bara en tidsfråga.

"Vi förändrar bokstavligen planeten bit för bit, och det är en osynlig kris, ", sa författaren Melvin Vopson.

Vopson undersöker faktorerna som driver denna digitala utveckling. Han sa att den förestående gränsen för antalet bitar, energin för att producera dem, och distributionen av fysisk och digital massa kommer snart att överväldiga planeten.

Till exempel, använder nuvarande datalagringstätheter, antalet producerade bitar per år och storleken på en bit jämfört med storleken på en atom, med 50 % årlig tillväxt, antalet bitar skulle vara lika med antalet atomer på jorden om cirka 150 år.

Det skulle ta ungefär 130 år innan den kraft som behövs för att upprätthålla digital informationsskapande skulle vara lika med all kraft som för närvarande produceras på planeten jorden, och senast 2245, hälften av jordens massa skulle omvandlas till digital informationsmassa.

"Tillväxten av digital information verkar verkligen ostoppbar, ", sa Vopson. "Enligt IBM och andra forskningskällor för big data, 90 % av världens data idag har skapats bara under de senaste 10 åren. På vissa sätt, den nuvarande covid-19-pandemin har påskyndat denna process eftersom mer digitalt innehåll används och produceras än någonsin tidigare."

Vopson utgår från massenergiekvivalensen i Einsteins allmänna relativitetsteori; verk av Rolf Landauer, som tillämpade termodynamikens lagar på information; och arbetet av Claude Shannon, uppfinnaren av den digitala biten.

Under 2019, Vopson formulerade en princip som postulerar att information rör sig mellan masstillstånd och energi precis som annan materia.

"Principen för likvärdighet mellan massenergi och information bygger på dessa koncept och öppnar upp ett stort utbud av ny fysik, speciellt inom kosmologi, " sa han. "När man för in informationsinnehåll i befintliga fysikaliska teorier, det är nästan som en extra dimension till allt inom fysiken."