Information et entropie
La notion d'information est complexe. Elle est liée, d'une manière générale, à celle d'entropie, notée S ; l'entropie, à son tour, mesure le nombre d'états qu'un système particulier peut occuper. Au zéro absolu, -273, 15 °C = 0 K, par définition du 3ème principe de la thermodynamique, S = 0. Tous les corps sont solides, cristallisés dans une configuration fixe et immuable, hormis les fluctuations quantiques.
On ne peut donc s'en servir pour stocker de l'information.
Stocker de l'information revient à faire passer un système physique d'un état dans un autre, de manière irréversible (pour que cette information ne se perde pas). Il faut donc que le nombre d'états possibles soit grand, pour stocker un grand nombre d'information. Or S est une fonction de T, donc qui dit grand nombre d'états dit chaleur.
Les théories quantiques dites de brisure de symétrie postulent que l'univers s'est figé dans un état donné lorsque la température a suffisamment baissé — c'est la façon dont on explique, avec plus ou moins de bonheur, la rareté de l'antimatière par rapport à la matière, alors que les deux « jumelles » auraient dû être produites en quantité égale.
Pour prendre un exemple concret, pensez à la roulette des casinos : tant que la boule a suffisamment d'énergie, elle peut sauter de case en case, et le système est symétrique avec 36 états possibles, tous équiprobables (théoriquement !). Mais dès que l'énergie descend au dessous d'un certain seuil, la boule tombe dans une case et la symétrie est brisée : le système se fige dans un état privilégié avec une probabilité de 1, les autres états sont inoccupés.
Il se serait donc produit aux premiers instants de l'univers plusieurs transformations irréversibles (avec S > 0), c'est-à-dire de la création d'information. On pourrait ainsi envisager que ces brisures de symétries sont effectivement l'écriture des lois fondamentales dans la matière.
Comme ∆S ≽ 0, l'univers ne peut avoir démarré que dans une configuration où S = 0, paradoxalement infiniment chaud. Un tel univers ne contient aucune information, puisque S = 0. En même temps, il contient potentiellement toutes les informations postérieures dues au futures brisures de symétrie. C'est là un grand mystère [enfin un élément de réponse].