A világűr nem üres kutatási adatok szerint 1 köbcm, világűr átlag öt részecskét tartalmaz, ezt 1köbmm-es cső formájú tér gyanánt vizsgálva 1m. hosszú térrészben öt részecskét találunk. Vizsgáljunk most részecske átmérőjű világűr teret fényévnyi hosszban, tegyük fel, ha ebbe egy részecske esik, (most nem akarok nagy számokkal bíbelődni) akkor 12 milliárd fényévnyi hosszú térrészbe a valószínűség szabályai szerint 12 részecskét találunk. Ennyi részecskén küzdi át magát az a foton amelyik ilyen messziről érkezik hozzánk. A felkelő és a lenyugvó napból szemünkbe érkező fény valószínűleg ugyan ennyi részecskén verekedte át magát, mivel a sűrű légrétegen ferdén jutott el hozzánk.
Láthatod, constructnak az a baj, ha valakinek önálló gondolatai vannak. Számára akkor nincs baj, s azt szereti, ha ő magyarázza el, hogy hogyan kell érteni a dolgokat, mármint a fősodorbeli álláspontot. Mert hát ez egy szakma, s csak a szakmabeliek tudhatják a tutit...
Azt is simán meg tudja magyarázni, hogyan lesz a semmiből valami (akár egy egész világegyetem), s miért fehér, ami fekete; nevezetesen miért rendezetlen az, ami tulajdonképp rendezett.
Azért szerintem az önálló gondolkodás nem külön szakma, ezt bárki, bármikor gyakorolhatja, s nem kell hogy mindent elhiggyen az önjelölt tudós potentátoknak. Látom, te is így vagy vele.
/Sürgős munkáim miatt csak korlátozottan tudok mostanában fórumozni. Most Zágrábba tervezünk egy 8 km-es új villamosvonalat (már eddig is sok mindent elárultam magamról, úgy hogy mindegy)./
"Miért baj, ha valaki összerendezi az ismereteit valamilyen egésszé? Minden normális ember ezt teszi..."
Erre szerintem képtelenség helyes választ adni, ugyanis van olyan eset, amikor a hiányosságok tévútra vezetnek, de olyan is, amikor új csapásirányt jelölnek ki.
Hasonlatképpen vegyünk egy meglehetősen hiányos mozaikképet, melyet az emberi képzelet hiánytalanná egészít ki. Egyesek szerint a képen egy okos hülyéskedik, mások szerint egy hülye okoskodik. :)
"De most látom, hogy sokkal nagyobb a baj. Neked saját elméleted van"
Miért baj, ha valaki összerendezi az ismereteit valamilyen egésszé? Minden normális ember ezt teszi... Lehet - sőt valószínű - hogy több sebből vérzik, de ezzel nem vagyok egyedül.
"Ezt kéne csak megérteni: az egymást vonzó elemek rendszere nem azonos az iskolában tanult klasszikus gáztartályos példával, és így nem igaz rá az a intuitív rendezettség-fogalom, amire az iskolában az entrópiát és a termodinamikát alapozták."
Nem a tömeg görbít néha ellenkezőleg. A tömeg csak pozitív lehet. A nyomás viszont lehet negatív is. És akkor ellenkezőképp görbít, mint az energiaimpulzus tenzor pozitív komponensei.
Tegnap a 867-ben még azt hittem, csak kevés az ismereted és azt is kavarod. De most látom, hogy sokkal nagyobb a baj. Neked saját elméleted van! És most azt próbálod nekünk elővezetni. Mondd, valóban fizikai érvelésnek gondolod ezt a sok sületlenséget? Vagy netán filozófiának? Nemrég ugyanis valami olyasmit írtál, hogy nem értesz se a fizikához, se a matematikához, így számodra egyedül a filozófiai megközelítés marad. Hát itt filozófiáról sincs szó, inkább csak néhány fizikából ellesett szóval fűszerezett halandzsáról.
Köszönöm a válaszokat, de nemhogy élesen, inkább egyre homályosabban látom a dolgokat.
Például: minden energiaforma gravitál, a tömeg vonz, görbíti a teret, de van, hogy ellenkezőleg görbít, vagyis taszít. Olyan ez a téridő, mint a medve szájában ficánkoló lazac. Még egyszer köszönöm az okítást, de jobb, ha itt befejezem, mert átesek, mint a túl lassú repülőgép.
Pusztán csak arról van szó, hogy ha a rendszer elemei között vonzó gravitáció van, akkor a homogén anyageloszlás a legkisebb entrópiájú. Ezt bemutattam mikroállapotok számán keresztül, állapotok valószínűségét követő folyamatokon keresztül, a téridő geometriájának rendezettségén keresztül, és most az energiaformák rendezettségéből kiindulva. Ezt kéne csak megérteni: az egymást vonzó elemek rendszere nem azonos az iskolában tanult klasszikus gáztartályos példával, és így nem igaz rá az a intuitív rendezettség-fogalom, amire az iskolában az entrópiát és a termodinamikát alapozták.
Az meg, hogy az univerzum miért tágult ki, két-három hozzászólással korábban lett leírva: hamis vákuumállapotú skalármezők nyomása negatív, és mivel az áltrel egyenleteiben a térgörbítésbe a nyomás is beleszámít, a negatív nyomás tértágulást okoz.
Amiről mi az entrópia és a valószínűtlenül rendezett homogén anyageloszlású korai univerzum kapcsán beszélünk, az jóval az inflációs kor után történt, amikor is a hamis vákuum energiájából "hagyományos" részecskék és sugárzás jött létre, homogén eloszlásban.
"Vigyázat, itt gáz van! A relativitáselmélet ugyanis nem tartalmazza/használja a "helyzeti energia" fogalmat - az valami okból ki lett belőle hagyva."
Szerintem Roger Penrose eléggé érti a relativitáselméleteket (vagy mondhatjuk úgy is, hogy keni-vágja), hogyha azt állítja, hogy gravitáció esetén a homogén anyageloszlás a legkisebb entrópiájú és legvalószínűtlenebb állapot, akkor az úgy is van.
Én csak ezt a fizikai ismeretet próbálom valami laikusok számára is meggyőző formában lefordítani. Na, ezért került bele ebbe a magyarázatba a mozgási és a helyzeti energia viszonya. De ha visszaolvasol, akkor láthatod, hogy a szóban forgó fizikai tényt legalább még három másik elvből kiindulva is bemutattam.
- „egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
- „Itt idézted a lényeget!
Ebben van a megértés kulcsa: "egyre nagyobb valószínűségi állapotokba igyekszik áttérni".”
Idáig legalább már értem. - Azt hiszem…
Amit a gravitációt is tartalmazó entrópiáról írtál (végre) egy tökéletesen érthető magyarázat.
Azonban további gondolatokat ébresztett bennem:
„Van tehát egymástól adott távolságra két dV térfogatú "elemünk", amelyek mivel tömeggel (energiával) rendelkeznek, vonzzák egymást, és helyzeti energiájuk van egymás gravitációjában.”
Igen ám, de ők egy rendszer alkotói, s nem tekinthetünk rájuk úgy, mintha a többi alkotó nem is létezne. Más szóval; Te a kettejük vonatkozási rendszerét veszed alapul, holott az egész rendszert kell figyelembe venni.
Ui. Amennyiben axiómaként elfogadjuk, hogy az anyag jelenléte görbíti el a teret, s a gravitáció ennek a görbületnek a következménye, akkor máris egészen más képet kapunk.
Tételezzük fel, hogy az Univerzum első közelítésben gömb alakú, melynek metszete egy kör.
Azokra a részecskékre, melyek a kör kerületén vannak csak befelé és oldalirányból hatnak gravitációs erők, melyeket jellemző vektorok hegyei egy nyújtott tojásdad-alakú görbét rajzolnak meg úgy, hogy a "hegyes" vége a középpont felé mutat, miközben a görbe az ellenkező oldalán helyezkedik el a részecske a tojásdad-alak szimmetriatengelyén, amely egybe esik a kör sugarával. Ahogy sugárirányban haladunk a gömb középpontja felé, ez a tojásdad alak egyre inkább körhöz fog hasonlítani, s a részecske is mindinkább ennek a görbének a középpontja felé „tolódik”. (hiszen most már minden irányból hatnak rá erők.) A kör középpontját elérve minden irányból azonos erők hatnak a részecskére, amelyek eredője nulla kell, hogy legyen.
Nos, a tér görbületének követnie kell ezeket az erőviszonyokat, amiből egy kvázi gyűrűalakot kapunk, középen egy pontszerű „gravitációs tér-lyukkal”. (Ez a „tér-lyuk” további gondolatokat ébreszt, de ebbe ne menjünk bele)
A gömbön kijelölt két térrészben lévő részecskékre ható tojásdad-alakot megrajzoló erővektorok halmazában benne van a kölcsönösen egymásra ható erők vektora is, így az külön nem befolyásolja a középpont felé mutató eredő erőt.
Következésképp a dV térfogatú "elemünk" – ha az egészhez viszonyítva nagyságrendekkel kisebb, - akkor abban minden alkotójára elhanyagolható különbséggel ugyan az az erő hat, legföljebb a középpontból mért távolságuk szerint az egyik „elemben” nagyobb, mint a másikban. De ezek az erők (az eredő!) nem egymás felé, hanem a középpont felé mutatnak. A tér görbületét a homogén elrendezésű anyag együttesen határozza meg, s nem annak egy-egy kisebb egysége, „eleme”.
Ennek megfelelően helyzeti energiájuk is az egész középpontjának vonatkozásában értelmezhető, s nem egymás között.
„Az univerzum kezdeti pillanataiban olyan magas volt az energiasűrűség, hogy ez a helyzeti energia sokszorosan meghaladta az egyedi részecskék összesített mozgási energiáját.”
Mégis létrejött a tágulás, méghozzá rendkívüli intenzitással, legyőzve a gravitáció (térgörbület) összetartó erejét. Felvetődik a kérdés, mi volt ez az erő, ha az nem a részecskék mozgási energiájából származtatható?
A Nap is felfúvódna, ha a gravitációval egyensúlyt tartó belső hőenergián kívüli fölösleget nem sugározná szét. A kezdeti Univerzum viszont nem sugározhatta sehova...
„az univerzum homogén-sima anyageloszlású kezdeti állapotában nem volt elhanyagolható a gravitáció okozta helyzeti energia úgy, ahogy a klasszikus gáztartályban eleve kihagyják a számításból.”
- A gravitáció ellen ható, talán (több) nagyságrenddel nagyobb erőnek kellett dominálni ahhoz, hogy a felfúvódás oly hirtelen végbemenjen.
- A klasszikus tartály ezzel együtt – szerintem – érvényes az Univerzum egészére nézve, hisz’ a tartály falát a gömb felszíne, s az ott tapasztalható legnagyobb gravitációs erő befelé mutató iránya - a térgörbület - képezi. Maximum annyi a különbség, hogy ez a gömb-tartály rugalmas, s mint egy lufi a belső erőknek engedve tágul.
Tehát a kezdeti Univerzum entrópiája magas kellett, hogy legyen a gravitáció és a belső erők aránytalansága, s ezek egyensúlyra-törekvése okán. + A hűlés is entrópiacsökkenést jelent.
- A táguló és lehűlő Univerzumban mindenképp csökken az entrópia akkor is, ha a gravitáció miatt egyébként növekedne. Ui. a gravitáció miatt csak akkor beszélhetnénk entrópia növekedésről, ha melegedne (összehúzódna) az Univerzum. Azt nem tudom értelmezni, hogy az entrópia egyszerre nő is, meg csökken is egy adott rendszer egészére vonatkozóan...
Az inflaton mezőnek vagy Higgs mezőnek nincs tömege, a Higgs részecskéknek viszont van. A Higgs részecske a Higgs mező egy gerjesztése, hasonlóan, mint ahogy a foton egy gerjesztése a fotonmezőnek (a másodkvantált elektromágneses mezőnek), vagy ahogy az elektron egy gerjesztése az elektronmezőnek. Másrészt a Higgs mező ad tömeget az összes részecskének, kivéve magát a Higgs részecskét, neki ettől a mechanizmustól függetlenül van tömege. De egyedül a Higgs részecskének van ilyen saját jogú tömege.
Attól, hogy a Higgs mezőnek nincs tömege, még gravitál, vagyis görbíti a téridőt. Hisz az áltrel szerint nem csak a tömeg gravitál, hanem bármilyen más energiaforma is, sőt az energia áramlása még külön is gravitál. Mint ahogy gravitál az impulzus, meg az impulzus áramlása is. Ezért gravitál a tömegtelen elektromágneses sugárzás, azaz a fény is. De például az x irányú impulzus x irányú áramlásának másik neve: pxx nyomás, És hasonlóan vannak a pyy, és pzz nyomások, és vannak olyan Txy stb. nyírófeszültségek is, amelyek nyilván egy x irányú impulzus y irányú áramlásai. Más szóval mondva tehát a nyomások és a mechanikai feszültségek is gravitálnak.
A Higgs mező különlegessége, hogy a nyomásai negatívok, ami ellenkezőképp görbíti a téridőt mint ahogy egy pozitív nyomás (és pozitív energia) görbíti. Sőt a Higgs mező nyomásai annyira negatívok, hogy nagyobb ellenkező görbületet hoznak létre, mint amennyit az energiája. Ez abban mutatkozik meg, hogy az infláció alatt nem lassuló, hanem gyorsuló az Univerzum tágulása. Sőt brutálisan gyorsuló! Az infláció végére viszont a Higgs mező energiája átalakult forró sugárzási energiává, más szóval, a fotonmező gerjesztésével létrehozta a fotonokat. Aztán a többi elemi részecskéket is.
Ma a Higgs mező energiája mindenütt csak a zérusponti energiaértéken fluktuál. De a Higgs mező másik különlegessége, hogy zérus energiához nem zérus mezőérték tartozik. Tehát a kettő között nem monoton növekvő összefüggés van, mint például az elektromos mező értéke és energiája között. Nulla mezőértékhez pozitív energia, és nulla energiához nem nulla mezőérték tartozik. Tehát ma nincs ugyan energiája (csak zérusponti) de van nem nulla mezőértéke, ami létrehozza a többi részecske tömegét. Más szóval a Higgs mező ma sehol sem gerjesztődik, vagyis sehol sincsenek Higgs bozonok, kivéve az olyan extrém helyeket, mint az LHC ütközési zónái.
A Higgs-mezőnek nincs tömege. Sőt jelenleg mivel valódi vákuum-állapotban van, az energiaszintje is nulla. Úgyhogy ezzel nem kell foglalkozni a gravitációnál.
Az inflaton-mező egy hipotetikus skalármező, amely hamis vákuum-állapotban van. Persze akár azonos is lehet egy hamisvákuum Higgs-mezővel, de ez nem törvényszerű. A hamis vákuum-állapotban lévő mezők energiaszintje definíció szerint magasabb a nullánál, azonban van itt még egy érdekes kvantumfizikai összefüggés. A hamis vákuum-állapotban lévő mezők energiasűrűsége nem nulla (görbíti a teret), viszont negatív nyomása van! És mivel az általános relativitás Einstein-féle téregyenleteiben jobboldalt az energia-impulzus tenzort nem csak az energiával (tömeggel) és a különböző irányú impulzusokkal kell kitölteni, hanem bele kell írni a különböző irányú nyomást és a nyírófeszültséget is, előfordulhat az az eset, hogy egy hamis vákuum-állapotú mező energiája nem elegendő ellensúlyozni a negatív nyomás "szétfeszítő" hatását. Azaz egy hamis vákuum mező a tér inflációs tágulását okozhatja. Röviden: a dolog jóval bonyolultabb annál, hogy valaminek tömege van, és akkor vonz.
„Egy rendszer makroállapotának termodinamikai valószínűsége az illető makroállapothoz tartozó lehetséges mikroállapotok száma. Egy magára hagyott zárt dinamikus fizikai rendszer entrópiájának spontán növekedése ezért azt jelenti, hogy a rendszer egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
Itt idézted a lényeget!
Ebben van a megértés kulcsa: "egyre nagyobb valószínűségi állapotokba igyekszik áttérni".
Mindenki - aki ebben a témában cáfolni próbálja a Penrose-Hawking féle gravitációt is tartalmazó entrópiát - egyszerűen elfeledkezik arról, hogy a klasszikus termodinamika keretében tanult és a klasszikus gáztartállyal szemléltetett entrópia esetében a rendszert alkotó elemek (esetünkben gázmolekulák) RUGALMAS ÜTKÖZÉSSEL lepattannak egymásról! Azaz a kölcsönhatásaik során csak össze-vissza csereberélik az impulzust, és ugyanazt a mozgási energiamennyiséget osztják el újra egymás között pillanatról-pillanatra.
Ehhez képest viszont ha az elemek vonzzák egymást (és ezt nem tudom elégszer kihangsúlyozni, és elég vastagon aláhúzni!), akkor a rendszerben már ab ovo helyzeti energia is van, és a "rendezett" helyzeti energiából már eleve "kissé rendezetlenebb" mozgási energia jöhet létre, és ha még valamiféle fékező hatású kölcsönhatás is van az elemek között - hogy csomósodhassanak - akkor a végén a "leg-rendezetlenebb" hőenergiává válik az energia egy része.
Azt meg, hogy az egymás gravitációjában lévő elemek természetüknél fogva hajlamosak arra, hogy ne maradjanak ebben a kiegyensúlyozott és valószerűtlen helyzetben, már Newton és kortársai felfedezték: erről szól a Bentley-paradoxon! A tömeggel rendelkező elemek rendszerében éppen az a leg-valószerűtlenebb állapot, hogy ha azok homogén eloszlásban töltik ki a teret! Ennél bármely "csomósodott" állapot sokkal de sokkal valószínűbb az ilyen elemekre. Erről szól az egész vita! Az univerzum egy nagyon homogén és sima anyageloszlású állapotban született, ami még akkor is valószínűtlenül alacsony entrópiának számított, hogy akkoriban az egy elemre jutó átlagos mozgási energia millió fokos hőmérsékletnek felelt meg. (És klasszikus - gravitáció nélküli - leírásban ez lenne a legnagyobb entrópiájú állapot.) És hogy miért számított annak? A válasz a helyzeti és a mozgási energiában van.
A klasszikus gáztartályban csak és kizárólag mozgási energiái vannak a részecskéknek. Az univerzum kezdeti állapotában is ugyanígy volt mozgási energiája az egyedi részecskéknek, de ha kijelölünk egymástól adott távolságra két dV elemi térfogatot, statisztikailag azt tapasztaljuk, hogy hiába nyüzsögnek a részecskék, amennyi dt idő alatt kimegy a térfogat határoló felületén, ugyanannyi be is jön: a térfogat össztömege dinamikusan állandó. Van tehát egymástól adott távolságra két dV térfogatú "elemünk", amelyek mivel tömeggel(energiával) rendelkeznek, vonzzák egymást, és helyzeti energiájuk van egymás gravitációjában. Az univerzum kezdeti pillanataiban olyan magas volt az energiasűrűség, hogy ez a helyzeti energia sokszorosan meghaladta az egyedi részecskék összesített mozgási energiáját. Ebből pedig az következik, hogy akkoriban hiába forró gáz töltötte ki az univerzumot, a helyzet éppenhogy nem volt a klasszikus gáztartályhoz hasonló, mivel az egyedi mozgási energiák - amire a klasszikus példa alapul - eltörpültek a helyzeti energia mennyiségéhez képest: az univerzum homogén-sima anyageloszlású kezdeti állapotában nem volt elhanyagolható a gravitáció okozta helyzeti energia úgy, ahogy a klasszikus gáztartályban eleve kihagyják a számításból.
"Az Univerzum entrópiájának növekedésére egy lehetséges változatot el tudok fogadni, nevezetesen, hogy az anyagi részek folyamatos kisugárzással energiává alakulnak vissza"
. . . több dolgok vannak földön és égen, mintsem bölcselmetek álmodni képes . . .
Másrészt valójában úgy történt, hogy az infláció után először sugárzás dominálta az Univerzumot, s csak ezt követően került túlsúlyba a tömeges anyag. Ennek okairól és következményeiről is olvashatsz az ajánlott linken.
"Az egész Univerzumra vetítve közömbös, hogy honnan hova vándorol az energia, mert a rendszerben marad"
Nagyon is számít, ha az energia alacsony-entrópiájú formákból magas entrópiájú formába (hő) vándorol.
"Ezek szerint egy konzervdoboznak is nagy az entrópiája?"
Egy konzervdoboz tartalmát százféleképp ki lehet kutatni, a fekete lyukét természeti törvény akadályozza. Összesen 3 számadat, a tömege, a perdülete, és az elektromos töltése kimeríti a tulajdonságait. A belehullott anyag és sugárzás minden egyéb adata elvész.
"Az persze egy más lapra tartozik, hogy ha a fény nem képes elhagyni a fekete lyuk szingularitását, akkor egy szintén elektromágneses hősugárzás miképpen képes erre. . ."
Egy speciális kvantumgravitációs effektus által, aminek utána kellene nézned.
„A rendezettség, az alacsony entrópia végső forrása maga az Ősrobbanás kell, hogy legyen.”
Így van! Annak ellenére, hogy te láthatóan fordítva képzeled. Nézz utána például az ajánlott linken, miként származhatott ez az első 10-32s végére lejátszódó inflációból.
De nem is folytatom, szétszálazhatatlan ez a sokirányú félreértés illetve ismerethiány.
Hidd el, ez egy szakma, aminek eszközei a precíziós kozmológiai mérések, a részecskefizikai kísérletek és a matematika. Meg kell őket érteni és tanulni, ezt nem tudod helyettesíteni bevezető szintű fizikai ismeretekre építő filozófiai megfontolásokkal.
"Gravitációs szabadsági fokok jelenlétében az entrópia növekedése egyáltalán nem a rendezetlenség ilyen egyszerű értelemben vett növekedésben nyilvánul meg. Hanem épp ellenkezőleg. Így van már a gravitáció Newtoni tárgyalása esetén is, és még inkább az áltrelben."
Lehet, igyekszem utánanézni...
Az Univerzum entrópiájának növekedésére egy lehetséges változatot el tudok fogadni, nevezetesen, hogy az anyagi részek folyamatos kisugárzással energiává alakulnak vissza, egy homogén, struktúra és csomómentes állapottá.
Persze, ez csak akkor igaz, ha közben nem keletkezik valami módon legalább annyi anyagi részecske, mint amennyi energia formájában szétsugárzódik.
"Te is elolvashatnád a 844-be beidézett magyarázatot Brian Green-től."
Biztosítalak, hogy minden hsz-t elolvasok, (ezt is olvastam, csak már miután megírtam a hozzászólásomat) mert szeretném megérteni ezt a nem is olyan egyszerű kérdést.
Néhány gondolatot a jelzett hsz-hez:
„Hasonlóképpen, a kezdetben diffúz gázfelhő esetében azt találjuk, hogy a csomókba rendeződéssel járó entrópiacsökkenést több mint egyensúlyozza a gáz összehúzódásakor keletkező hő, valamint végül a nukleáris folyamatok beindulásakor felszabaduló jelentős mennyiségű hő és fény.”
Ezzel az a baj, hogy nem az Univerzum egészéről, mint zárt rendszerről szól, hanem egy galaxisról, mely nyílt rendszerű.
Az egész Univerzumra vetítve közömbös, hogy honnan hova vándorol az energia, mert a rendszerben marad, így csak azzal a ténnyel kell számolnunk, hogy a struktúra differenciálódik, azaz valamilyen rendező elv (természeti-fizikai törvények) szerint szerveződik, rendeződik.
„Ellentétben tehát a szokásos csillagokkal, a fekete lyukak megtartják az összes entrópiát, amit termelnek: erős gravitációs csapdájukból egy csepp sem menekülhet.”
Ezzel kapcsolatban idézek az alábbi cikkből:
„A fenti időszakban végzett elemzések vezették el Hawkingot az entrópia és a hőcsere klasszikus kapcsolatának alkalmazásával ahhoz a felismeréshez, hogy a fekete lyukakkal hőmérséklet és a hőmérséklethez termikus sugárzás társítható. Ez a hőmérséklet fordítva arányos a fekete lyuk tömegével. Minél kisebb tömegű a fekete lyuk, annál gyorsabban sugározza szét energiáját.”
(Az persze egy más lapra tartozik, hogy ha a fény nem képes elhagyni a fekete lyuk szingularitását, akkor egy szintén elektromágneses hősugárzás miképpen képes erre…)
Egy gyöngyszem:
„Mivel a fekete lyuk belsejébe nem látunk be, alkotórészeinek – bármik is legyenek azok – semmilyen lehetséges átrendezését nem tudjuk észlelni, ezért maximális entrópiával rendelkeznek.”
Ezek szerint egy konzervdoboznak is nagy az entrópiája?
„A rendezettség, az alacsony entrópia végső forrása maga az Ősrobbanás kell, hogy legyen.”
Én eddig arra következtetésre jutottam, hogy a rendezettség alatt valamilyen törvényszerűségek által szabályzott rendet/rendszert (struktúrát) kell érteni.
pl. a hó rendezettebb struktúra, mint a pára és az entrópiája is kevesebb. A kristályos (szilárd) halmazállapot úgyszintén rendezettebb a folyékonynál, s mindkettő a légneműnél.
Úgy is fogalmazhatnám, hogy a mozgás (az állapotok valószínűségének) korlátja a rendezettség irányába mutat.
„Egy rendszer makroállapotának termodinamikai valószínűsége az illető makroállapothoz tartozó lehetséges mikroállapotok száma. Egy magára hagyott zárt dinamikus fizikai rendszer entrópiájának spontán növekedése ezért azt jelenti, hogy a rendszer egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
Ami azt jelenti, hogy egy homogén, kiegyenlített (csomómentes) rendszer rendezetlenebb, s annak az entrópiája nagyobb.
„Kezdetben hihetetlen rend uralkodott – azóta a folyamatosan növekvő rendezetlenség szemtanúi vagyunk.”
Valamelyikünk fordítva ül a lovon…
„Már többször is utaltam rá: nem véletlenül állítják a fizikusok azt, hogy egymást vonzó elemek rendszerében a homogén, sima eloszlás a leg-rendezettebb, a leg-szabályosabb, a legalacsonyabb entrópiájú.”
Lehet… De – mint fentebb szó volt róla – a részecskék (pl atomok, molekulák) magasabb szabadságfoka és kaotikus állapota jelenti a rendezetlenséget és a nagyobb entrópiát.
Egy neutroncsillagban nincsenek sem atomok, sem molekulák, sem azokból felépülő különféle struktúrák, ahogyan - feltehetően - egy fekete lyukban sem, s ezek entrópiáját igen magasnak tartja a tudomány.
…a fekete lyukba "szorult" entrópia becsült értéke kB1091
Az Ősrobbanás kezdetén sem volt semmilyen struktúra, csupán homogén energia-sűrítmény, amiből az elemi részek kaotikus halmaza született. Ekkor még semmilyen rendezettségről nem beszélhetünk. (eltekintve az elemi részecskéktől, de azt megelőzően még ezekről sem lehetett szó.)
Olvastam itt nemrég valaki csomósodásos elméletéről. elképzeléséről, és ekkor bevillant Tuarego fórumtársunk egy régebbi felvetése: Miért nem keletkeztek fekete lyukak nagyon hamar?
"Valaki csináljon rendet a fejemben lévő káoszban, mert felforr az agyam a magas entrópiától!"
A válasz valójában a rendszer azon részében van, ami nem látszik, így aztán mindenki hajlamos elfeledkezni attól, hogy az is beleszámít a "rendezettségbe" vagy "rendezetlenségbe".
Amikor egymást vonzó (gravitáló) elemekből álló rendszert vizsgálunk, akkor szinte senki nem veszi számításba, hogy ezek az elemek egymás gravitációjában valamekkora HELYZETI ENERGIÁVAL rendelkeznek. A helyzeti energia pedig a lehető leg-rendezettebb (legalacsonyabb entrópiájú) energiaféleség. Amikor gravitáló elemekből "kirakunk" egy homogén eloszlást, akkor tulajdonképpen a rendszerbe nagyon nagy mennyiségű igen rendezett helyzeti energiát is belerakunk, de ez nem látszik a felületesen szemlélőknek, ők csak az anyagot látják, ami ugyanúgy homogén, mint a klasszikus gáztartályban a legnagyobb "rendezetlenségű" állapotban.
Ugyanez dettó a téridő görbületénél. A gravitáló elemek homogén eloszlása sima "rendezett" téridőt jelent, aminek az entrópiája beleszámít a végösszegbe ugyanúgy, ahogy nem hagyható ki a gravitáló elemek csomósodott állapotában sem a téridő hepehupás "rendezetlen" geometriájának a beleszámítása az entrópiába.
Röviden a konklúzió: amikor a rendszert alkotó elemek egymást vonzzák, akkor bizony a homogén eloszlás számít a legkisebb entrópiájúnak, a legnagyobb "rendezettségűnek", vagy éppen a legvalószínűtlenebb elrendezésnek.
„Ellenőrizhető, hogy az entrópia legnagyobb értékét akkor éri el, ha minden mikroállapot azonos eséllyel következik be, azaz a rendszer a legkevésbé differenciált.
Az entrópia növekedésének Clausius által megfogalmazott elve Boltzmann és Gibbs értelmezésében tehát a homogenitásra való természetes törekvést, a hőmérsékleti vagy anyagkoncentrációbeli inhomogenitások megszűnésének tendenciáját emelte általános természeti elvvé.”
(Vagyis, ha egy homogén rendszer, struktúra, minden eleme egyforma méretű, energiájú, hőmérsékletű, szabadságfokú, sajátidejű diszkrét elemekből áll össze, mint például a gravitációmentes, vagy görbületlen téridő?)
„A termodinamika III. főtétele kimondja, hogy homogén szilárd és folyékony anyagok entrópiája az abszolút nulla hőmérséklethez közeledve nullához tart:”
„Már többször is utaltam rá: nem véletlenül állítják a fizikusok azt, hogy egymást vonzó elemek rendszerében a homogén, sima eloszlás a leg-rendezettebb, a leg-szabályosabb, a legalacsonyabb entrópiájú.”
(Ha az alacsony hőmérséklet és a gravitáció jelenléte, jelentősen lecsökkenti az entrópia értékét, akkor miért volt forró az ősrobbanást megelőző univerzumkezdemény? Netán nem volt gravitációja, ami csak az infláció végeztével, az összehúzódás pillanatában jelent meg?)
„Eljutottunk addig a pontig, ahonnan nem tudunk továbblépni. A rendezettség, az alacsony entrópia végső forrása maga az Ősrobbanás kell hogy legyen. A születőben lévő Univerzum legelső pillanataiban ahelyett, hogy hatalmas entrópiatartályokkal, például fekete lyukakkal lett volna tele – amint azt a valószínűségi megfontolások alapján várnánk –, valamiért egy hidrogénből és héliumból álló forró és egyenletes gázkeverék töltötte ki. Ez az elrendezés pedig bár kis sűrűségek esetén, ahol a gravitáció hatása elhanyagolható, magas entrópiának felel meg, máskülönben viszont, amikor a gravitációtól nem lehet eltekinteni, rendkívül alacsony entrópiát jelent. Attól a pillanattól kezdve az Univerzum összentrópiája folyamatosan növekvőben van, összhangban a termodinamika második főtételével.”
Valaki csináljon rendet a fejemben lévő káoszban, mert felforr az agyam a magas entrópiától!
Hidd el, tisztában vagyok mindazokkal az elemi termodinamikai ismeretekkel, amelyekre hivatkozol. De ez kevés ehhez. Gravitációs szabadsági fokok jelenlétében az entrópia növekedése egyáltalán nem a rendezetlenség ilyen egyszerű értelemben vett növekedésben nyilvánul meg. Hanem épp ellenkezőleg. Így van már a gravitáció Newtoni tárgyalása esetén is, és még inkább az áltrelben.
Amikor pedig azt írod:
"Tulajdonképpen nem is értem, mi alapján állítják tudományos berkekben, hogy az Univerzum entrópiája nő, hacsak nem a (termodinamikai) tételre hivatkozva, miszerint „az önként végbemenő folyamatokban (elszigetelt rendszerben) az entrópia mindig nő."
Nem tudományos berkekben tévednek itt. Valahogy el kellene fogadnod, hogy a fizipedia-ról merített alapismeretek kevesek ennek megítéléséhez.
"A gravitáció csomósodásokat szül, differenciálttá, rendezettebbé teszi a rendszert, így az entrópia csökkentésének irányába hat."
Itt a hiba az okoskodásodban. Ez itt fent, nem igaz.
Te is elolvashatnád a 844-be beidézett magyarázatot Brian Green-től.
Már többször is utaltam rá: nem véletlenül állítják a fizikusok azt, hogy egymást vonzó elemek rendszerében a homogén, sima eloszlás a leg-rendezettebb, a leg-szabályosabb, a legalacsonyabb entrópiájú.
„Ha a gravitáció jelentős szerepet játszik, úgy az entrópia növekedése egyáltalán nem egyirányú a rendezetlenség növekedésével. Hanem ellenkező.”
Az entrópia egy fizikai rendszer rendezetlenségének mértéke.
Azaz, minél rendezettebb egy rendszer, annál alacsonyabb az entrópiája, amelyben a rendezetlenség valójában a homogenitás szinonimája, a rendezettség pedig a minél differenciáltabb strukturáltságra utal.
„Amennyiben minden valószínűség azonos, akkor úgy kapjuk vissza Boltzmann híres képletét, ha az entrópia és a meglepetésszerűség kapcsolatára az
S = - kB M
megfeleltetést definiáljuk. Ellenőrizhető, hogy az entrópia legnagyobb értékét akkor éri el, ha minden mikroállapot azonos eséllyel következik be, azaz a rendszer a legkevésbé differenciált.
Az entrópia növekedésének Clausius által megfogalmazott elve Boltzmann és Gibbs értelmezésében tehát a homogenitásra való természetes törekvést, a hőmérsékleti vagy anyagkoncentrációbeli inhomogenitások megszűnésének tendenciáját emelte általános természeti elvvé.”
Tehát annak a rendszernek nagyobb az entrópiája, amelyik homogénebb.
A gravitáció csomósodásokat szül, differenciálttá, rendezettebbé teszi a rendszert, így az entrópia csökkentésének irányába hat.
„A termodinamika III. főtétele kimondja, hogy homogén szilárd és folyékony anyagok entrópiája az abszolút nulla hőmérséklethez közeledve nullához tart:”
Az Univerzum hűlése is az entrópia csökkenésének irányát mutatja.
Ha az Univerzum kezdeti állapotát vesszük (bár ebben az esetben még nem beszélhetünk makroszkopikus folyamatokról) akkor az entrópiának mind termikus, mind térbeli elrendeződést illetően a maximumon kellett lennie, hiszen az akkori állapota homogénnek minősül. A továbbiakban az elemi részek, majd a részecskék, gáz, később a csillagok, bolygók, törmelék, por, galaxisok és halmazai kialakulásával és mindezek sokféleségével egyre inkább a differenciáltság lett a jellemző akár a termikus-, akár a térbeli anyag-eloszlás egyenetlenségét nézzük. A kiegyenlítődésnek, egyensúlyi állapotra való törekvésnek nyoma sincs sőt!
A 769-ben írtad: „Mert gravitáció esetén a rendezettség hagyományos értelemben való növekedése (ami ezúttal a csomósodást jelenti) nem az entrópia csökkenését, hanem éppen a növekedését hozza magával.”
Ez szerintem ellentmond a fent leírtaknak; a termikus- és térbeli eloszlás egyenletesség, az egyensúlyi állapot – mint rendezetlenség - felé mutató iránynak. Más szóval; éppen a rendezettség, az entrópia csökkenése irányába mutat.
Ha információ oldaláról közelítjük a kérdést, akkor is csökken az Univerzum entrópiája:
„Mivel minden rendszer magában hordozza azt az információt, amit róla megtudhatunk, ez azt jelenti, hogy minél rendezettebb egy rendszer, vagyis minél alacsonyabb az entrópia szintje, annál több információval lehet az állapotát leírni.”
Az Univerzum mai állapotában sok nagyságrenddel több információt hordoz, mint a kezdeti időben.
Tulajdonképpen nem is értem, mi alapján állítják tudományos berkekben, hogy az Univerzum entrópiája nő, hacsak nem a (termodinamikai) tételre hivatkozva, miszerint „az önként végbemenő folyamatokban (elszigetelt rendszerben) az entrópia mindig nő.”
Szerintem ez nem lehet érvényes olyan önfenntartó, fejlődő rendszerre, mint az Univerzum. Annál is inkább nem, mert minden lényeges, fentebb említett esetben éppen az entrópia csökkenése mutatható ki.
"Azt nem tudom, hogy ebben az új szituációban, amikor nagyon gyorsan, nagyon magas hőmérsékleten (több milliárd kelvinen) égeti el a héliumkészletét, és a korábbiaknál sokkal intenzívebb az energiatermelés, így a sugárnyomás miatt óriásira fúvódik, miért is nem csökken le mindjárt a mag-hőmérséklete. "
Úgy tudom, ennek kvantummechanikai oka van. A vörös óriások magjában ún. degenerált állapotban van az anyag, ekkor az állapotegyenlet olyan, hogy a nyomás nem függ a hőmérséklettől, a további összehúzódást így nem a nyomás, hanem a Pauli-féle kizárási elv állítja meg. Ez fehér törpecsillagokra jellemző állapot, de a vörös óriások magja is fehér törpének tekinthető: egy vastag burokban levő, egyre növekedő fehér törpének, melynek felszínén történik a magfúzió.
