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.
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.
Amikor egy fősorozati csillagban kezd kifogyni a hidrogén, csökken az energiatermelés, csökken a sugárnyomás, ezért összehúzódik, amitől 100millió kelvin fölé nő a mag-hőmérséklete, és emiatt már nem csak hidrogént képes termelni, hanem az addig létrejött héliumból beindul a nehezebb elemek szintézise, egész a szénig sőt a vasig. 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. Csak felteszem, hogy azért, mert olyan gyorsan indul be az egyre újabb reakciócsatornák energiatermelése, hogy nem éri el az egyensúlyi állapotot. De az biztos, hogy a vörösóriás lét végére mégiscsak lecsökken 300 millió alá.
"Adott egy homogén eloszlású rendszer egymással gravitáló elemekből! Már Newton is észrevette, hogy ez az állapot instabil"
Ez kb. mese kategória.
Ez csak akkor, s csakis akkor igaz, ha az impulzusa a részeknek nem homogén.
Ugyan is, akkor a véletlen ütközések során csökken, illetve nő a részecskék impulzusa, s a változó energiának megfelelően hat rá többé-kevésbé a gravitáció.
Ha egy homogén eloszlású egymáshoz képest közel 0 sebességű rendszert vizsgálunk, akkor az állapota stabil.
- Egyszerűen csak meguntam a meddő győzködést, itt van a teljes gondolatmenet, lehet Green-nel (vagy Penrose-al, vagy a fizikusokkal úgy általában) vitatkozni. -
És Smolinnal is lehet vitatkozni, vagy vele egyetérteni. Szerintem valamit ő is ért a fizikához.
"A csillagok anti-termodinamikai rendszerek: lehűlnek, ha energiát adunk hozzájuk."
Ezt a megállapítást Smolintól idéztem, de én is egyetértek vele.
A gravitációval összetartott rendszerek fordítva működnek, mint a hagyományos termodinamikailag dominált rendszerek, pl. zárt gáztartályok.
Mikor egy két rekeszből álló gáztartálynak csak az egyik rekeszében van a gáz (ekkor rendezettebb), majd kinyitjuk az elválasztó szelepet, s a rendszert magára hagyjuk, akkor a gáz spontán módon kiegyenlítődik a két oldalon, és ezáltal nő a rendezetlensége, nagyobb lesz az entrópiája. (Ebben az esetben elhanyagolható a gravitáció).
Aztán meg vegyük azt az esetet, hogy egy tartályban (mondjuk folyadékban) golyók lebegnek, s ekkor már az gravitáció nem elhanyagolható, így aztán egy idő múlva a magára hagyott rendszerben azt tapasztaljuk, hogy a golyók (a gravitáció hatásának következtében) leülepedtek a tartály aljára. A rendszer rendezetlensége ebben az esetben akkor volt nagyobb, mikor a golyók a tejes folyadéktérben kavarogtak, hiszen ekkor a lehetséges mikroállapotok száma jóval nagyobb, mint mikor már csak egy szűk rétegben tartózkodtak. Tehát azt látjuk, hogy a magára hagyott gravitáló rendszerben spontán módon nő a rendezettség.
Továbbá Smolin is ismertetett egy példát, hogy ha a naprendszerben energiát adunk egy bolygónak, akkor az távolabb kerül a naptól és lelassul, tehát csökken a rendszer hőmérséklete.
Ha egy másik csillag felől érkezik az energia, mondjuk fény besugárzásával, azt szintén az egész gravitáló rendszerre hat. Ezt az energiát felveheti valamelyik bolygó, vagy maga a csillag is. Bármilyen hihetetlen elsőre, de az történik, amit Smolin is ír: csökken a rendszer hőmérséklete, pont azért, mert ez nem termodinamikailag dominált gáztartály, hanem gravitációsan összetartott, anti-termodinamikai rendszer. Ha energiát közlök egy ilyen rendszerrel, akkor spontán módon tágul (és hűl), ha meg elvonok belőle, akkor spontán módon zsugorodik (és melegszik).
a gravitáció hatására lehetőségünk van akármennyi energiát kivenni a világból (elkülöníti az anyagokat, a töltéseket, a hideget és a meleget, a fentet és a lentet, stb)
viszont ha az univerzum zárt rendszer lenne és leellenőriznénk a termodinamika második főtételét, akkor minden bizonnyal azt kapnánk amit az mond (még senki nem tudja, hogy ez mit jelent, vagy mi értelme).
A csillagok valóban lehűlnek, ha megnövekszik bennük az időegységre jutó energiafelszabadulás. De ettől egyáltalán nem lesznek "anti-termodinamikai" rendszerek, hanem csupán negatív fajhőjű rendszerek. Ez egyedül amiatt van így, mert nem valami rugalmas erő, hanem a gravitáció tartja össze őket.
A csillagokat ugyanis csak azért nem préseli össze jobban a gravitáció, mert a belőlük távozó sugárzási energia nyomása ellenáll annak. Így a nagyobb energiatermeléstől felfúvódnak kissé, s a tágulástól pedig, mint minden gáz, hűlni kezdenek, míg csak el nem érik az új egyensúlyt, ami a nagyobb energialesugárzáshoz tartozik. Így viselkedik minden, gravitáció által összetartott anyagfelhő, ellentétben azzal, mintha valami rugalmas ballont használnánk a célra. Mert a számolásban lényeges szerepet játszik, hogy a rugalmas erő nő a tágulással, a gravitáció pedig csökken.
A megfigyelésekből és az elméletből tudjuk, hogy az Ősrobbanás utáni néhány percen belül a gáz teljesen egyenletesen töltötte ki a fiatal Világegyetemet. Azt gondolhatnánk – emlékezve a kólásüveg és a szén-dioxid-molekulák korábban tárgyalt példájára –, hogy ez az eredetileg egyenletes eloszlású gáz magas entrópiájú, rendezetlen állapotnak felel meg. A helyzet azonban más. Az entrópia eddigi tárgyalása során figyelmen kívül hagytuk a gravitációt – végtére is a kólásüvegből kiáramló gáz viselkedésében nem játszik komoly szerepet. E feltétel mellett arra jutottunk, hogy az egyenletesen eloszló gáznak magas entrópiája van. Ha azonban a gravitáció hatása lényeges, a helyzet radikálisan más lesz. A gravitáció egyetemes, vonzó kölcsönhatás: ha elég nagy gáztömegről van szó, annak minden része minden másik részére vonzóerőt fejt ki, és ennek hatására csomók alakulnak benne. Kicsit hasonló ez ahhoz, ahogy a felületi feszültség hatására zsíros felületen cseppekké áll össze a víz. Ha a gravitáció nem elhanyagolható – mint például a Világegyetem nagy sűrűségű kezdeti állapotában –, nem az egyenletes eloszlás, hanem a csomós, darabos állapot a természetes, a gázok ebbe az irányba fejlődnek, amint az a 6.5 ábrán látható.
6.5 ábra Hatalmas térfogatot betöltő gáz esetén, ahol a gravitáció szerepe is fontos, az atomok és molekulák sima, egyenletes eloszlásából fokozatosan egyre nagyobb és sűrűbb csomókká állnak össze.
Bár a csomók látszólag rendezettebbnek tűnnek, mint a kezdeti diffúz gáz – mint ahogy az óvoda is rendezettebbnek tűnik, ha a játékok szépen a dobozaikban pihennek, mintha a padlón egyenletesen széjjelszórva hevernek –, az entrópia kiszámításakor az összes forrást figyelembe kell vennünk. Az óvoda esetében a szétszórt játékok dobozokba („csomókba”) pakolásával nyert entrópiacsökkenést több mint ellensúlyozza az óvónők szervezete által elégetett zsír, miközben mindent eltakarítottak és rendbe raktak. 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.
Ezt a fontos részletet egyesek néha figyelmen kívül hagyják. A rendezetlenség irányába mutató tendencia nem jelenti, hogy ne jöhetnének létre hétköznapi struktúrák – bolygók és csillagok –, vagy megszokott életformák – növények és állatok. Igenis létrejöhetnek, és mint látható, létre is jönnek. A termodinamika második főtétele annyit mond, hogy a rendezettséggel párhuzamosan több mint kiegyensúlyozó mértékű rendezetlenség is létrejön. Az entrópia mérlege továbbra is pozitív, ha esetleg bizonyos régiók rendezettebbé is váltak. A természet alapvető kölcsönhatásai közül a gravitáció az, amely messzemenően él ezzel a lehetőséggel, az entrópiának ezzel a tulajdonságával. Mivel hatalmas távolságokon keresztül is hat, és mindig vonzó kölcsönhatás, ezért a gravitáció el tudja indítani a gázcsomók létrejöttét – csillagokét, melyek fénye tiszta éjszakákon megfigyelhető – közben tökéletesen betartva az összentrópia növekedésének követelményét.
Minél sűrűbbé és nagyobbá válnak a gázcsomók, annál nagyobb a teljes entrópia. Ennek csúcstartói a fekete lyukak, a gravitációs csomósodás legszélsőségesebb példái a Világegyetemben. A fekete lyukak gravitációs vonzása olyan erős, hogy semmi, még a fény sem képes elszabadulni belőlük – ezért mondjuk feketéknek. Ellentétben tehát a szokásos csillagokkal, a fekete lyukak megtartják az összes entrópiát, amit termelnek: erős gravitációs csapdájukból egy csepp sem menekülhet. Tulajdonképpen, mint arról a 16. fejezetben szó lesz, a Világegyetemben semmi sem tartalmaz több rendezetlenséget – több entrópiát –, mint a fekete lyukak.
Ez logikusnak tűnik: a nagy entrópia azt jelenti, hogy egy objektum alkotórészei sokféleképpen rendezhetők át anélkül, hogy észrevennénk. Mivel a fekete lyuk belsejébe nem látunk be, alkotórészeinek – bármik is legyenek azok – semmilyen lehetséges átrendezését nem tudjuk észlelni, ezért maximális entrópiával rendelkeznek. Ha mindent belead, az ismert Világegyetemben a gravitáció állítja elő a leghatékonyabban az entrópiát.
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. Mintegy egymilliárd év alatt a gravitáció hatására az eredeti gáz annyira összesűrűsödött, hogy a csomókból csillagok, galaxisok, néhány kisebb csomóból pedig bolygók jöttek létre. És akadt legalább egy olyan bolygó, amelyet a közelében található csillag ellátott alacsony entrópiájú energiával, aminek a felhasználásával kifejlődhettek az alacsony entrópiájú életformák, köztük a csirke is, amely megtojta a tojást, amely végül a konyhaasztalunkra került, hogy aztán bosszúságunkra folytassa feltartóztathatatlan útját a magasabb entrópia irányába, és az asztalról legurulva szétloccsanjon a padlón. A tojások szétloccsanása – ahelyett, hogy összeforrnának – egyszerűen annak a következménye, hogy a magasabb entrópia irányába való haladást valósítja meg, melyet az Univerzum kezdetekor fennálló különlegesen alacsony entrópiájú állapot állított pályára. Kezdetben hihetetlen rend uralkodott – azóta a folyamatosan növekvő rendezetlenség szemtanúi vagyunk.
Ez az a meglepő összefüggés, ami felé az egész fejezet során haladtunk. Egy tojás szétloccsanása valami fontosat árul el számunkra az Ősrobbanásról. Azt üzeni számunkra, hogy az Ősrobbanás nyomán egy eredetileg hihetetlenül rendezett kozmosz született.
Ugyanez érvényes az összes többi példára. A Háború és béke lapjait szétszórva azért kapunk nagyobb entrópiát, mert a lapok egy nagyon rendezett, alacsony entrópiájú állapotból indultak. Kezdeti rendezettségük révén készek voltak az entrópia növekedésére. Ezzel szemben, ha a lapok eredetileg teljesen összevissza sorrendben lettek volna, szétszórásuk nem járna semmilyen lényeges hatással, az entrópia szempontjából. A kérdés tehát ismét csak az: hogy kerültek ilyen rendezett helyzetbe? Nos, Tolsztoj pontosan ilyen sorrendben vetette művét papírra, amit aztán a nyomdász és a könyvkötő hűen követett. Tolsztoj és a kiadáson dolgozók magas rendezettségű szervezete és elméje pedig – mely lehetővé tette számukra, hogy létrehozzanak egy ilyen a rendkívüli rendet mutató alkotást – ugyanazzal magyarázható, mint a tojás eredete, vagyis ismét elvezet egészen az Ősrobbanásig. Mi a helyzet a 10.30-kor látható, félig olvadt jégkockákkal? Most, hogy újra merünk bízni emlékeinkben és feljegyzéseinkben, emlékezzünk csak vissza: kicsivel 10.00 előtt a csapos tökéletes formájú jégkockákat tett a poharunkba. A jégkockákat egy fagyasztóból vette elő, amelyet egy képzett mérnök tervezett, és aztán gyakorlott munkások készítettek el, akik mind azért voltak képesek egy ilyen magas rendezettségű objektumot létrehozni, mert maguk is magasan rendezett életformák. Az ő eredetüket pedig ismét csak a Világegyetem rendezett kezdetére vezethetjük vissza. (Brian Green: A kozmosz szövedéke)
- Egyszerűen csak meguntam a meddő győzködést, itt van a teljes gondolatmenet, lehet Green-nel (vagy Penrose-al, vagy a fizikusokkal úgy általában) vitatkozni. -
((én arra tippelek hogy nem az következik be, amelyekben a megfigyelhető állapotok aránya kisebb, hanem az, amelyikben a hőmérséklet nagyobb, persze ez ugyanaz.. Te?))
Olyat láttál már, hogy leszórsz egy csomó golyót a padlóra, majd lehűlnek és elkezdenek pattogni?
Szerinted két olyan állapot közül, amelyeket az energia megmaradásának törvénye megenged, melyik következik be (ha elég generikus univerzumban élünk)? Miért?
> Ezek olyan kis mértékben növelik a rendszer entrópiáját, hogy lényegében elhanyagolhatók ahhoz képest,
> addig a leesés miatti ütközések okozta hőmérséklet emelkedés szinte kimutathatatlan.
Számszerűen? Van n csapágygolyód egy tartályban, összesen K+H+Q (kinetikus energia + helyzeti energia + hőmennyiség) osztoznak. Mennyi az entrópia ha gázrészecskékhez hasonlóan homogénen pattognak a térben, és mennyi, ha mindegyik a padlón áll?
(a Q nem abszolút, hanem deltával kéretik számolni)
"A csillagok anti-termodinamikai rendszerek: lehűlnek, ha energiát adunk hozzájuk."
Biztos vagy ebben? Tehát ha pl. a Nap közelében elhaladna egy másik olyan csillag, mint a Nap, akkor az egymásra átsugárzott energia mindkét csillagot hűtené?
"Ez az elv a klasszikus példára vonatkoztatva azt jelenti, hogy a zárt gáztartályban lévő gáznak akkor nagyobb a rendezetlensége, amikor rendezettebb, vagyis mikor a tartály egyik felébe csomósodik az összes gázrészecske. Fenomenális!..."
Igen!
Ha a részecskék között el nem hanyagolható vonzóerő, esetünkben gravitáció van.
Szerintem ennyit még középiskolai tudással és egy kicsi racionális gondolkozási képességgel be lehet látni. De hát téged arról sem lehet meggyőzni hibátlan logikus levezetésekkel, hogy a relativitáselmélet hosszkontrakciója objektív realitás, úgyhogy mit is vártunk...
"a homogén anyageloszlású állapotban a téridő gyakorlatilag sima és SZABÁLYOS. Más szóval RENDEZETT. . . . a csomósodott állapotban a téridő SZABÁLYTALAN. Más szóval RENDEZETLEN."
Ezt érdemes lesz bekeretezni, s mint Elminster-construct féle fordított entrópia-törvényt megőrizni az utókornak.
Ez az elv a klasszikus példára vonatkoztatva azt jelenti, hogy a zárt gáztartályban lévő gáznak akkor nagyobb a rendezetlensége, amikor rendezettebb, vagyis mikor a tartály egyik felébe csomósodik az összes gázrészecske. Fenomenális!...
Elfeledkeztél a vasgolyók tartály aljával ütközéséből származó hang (rezgés), a deformációkból eredő hő, és hősugárzás rendezetlenség növelő hatásáról!
Ezek olyan kis mértékben növelik a rendszer entrópiáját, hogy lényegében elhanyagolhatók ahhoz képest, mint amennyivel csökken a rendezetlenség (növekszik a rendezettség) a golyók elhelyezkedése miatt. Az arányokat és az egyenleget kell megnézni! Amíg a golyók rendezettségi állapotában drasztikus és látványos a változás, addig a leesés miatti ütközések okozta hőmérséklet emelkedés szinte kimutathatatlan.
"a homogén anyageloszlású állapotban a téridő gyakorlatilag sima és SZABÁLYOS. Más szóval RENDEZETT. . . . a csomósodott állapotban a téridő SZABÁLYTALAN. Más szóval RENDEZETLEN."
Amit itt megfogalmazol, azt a Riemann geometria nyelvén úgy írható le, hogy egy tökéletesen homogén anyageloszlás téridejének görbületi tenzora tisztán Ricci típusú, ami csak térfogati zsugorodást jelent, ha viszont nem homogén az anyageloszlás, akkor az idő előrehaladtával a görbületi tenzor a téridő minden pontján egyre inkább átalakul Weil típusúvá, ami az árapály jellegű torzulások megjelenését és növekedését jelenti. Mind a Ricci mind a Weil egy-egy másodrendű, 10-10 független komponenst tartalmazó tenzor. Az összes lehetséges téridő görbületet számontartó negyedrendű (20 független komponenst tartalmazó) Riemann tenzor a Ricci és a Weil elemeit felépítő másodrendű parciális deriváltakból van komponálva, de nem olyan egyszerűen, hogy elő lehetne állítani a Ricci és a Weil valamiféle "összege" formájában. Érzésem szerint ezért nem sikerült még senkinek ezen az alapon általános egzakt mértéket adni a gravitáló rendszerek rendezetlenségének és entrópiájának fogalmára.
A fekete lyukak görbületi tenzora tisztán Weil típusú, míg a Nagy Bumm után az inflációban homogenizálódott téridő tisztán Ricci típusú. Penrose ezt a megfigyelést univerzális elv rangjára emelve, külön axiómaként kimondja, hogy minden kezdeti szingularitás Ricci, és minden végponti szingularitás Weil típusú.
"...Egy rendszer, amely így működik, természetes módon készteti magát arra, hogy összetett mintázatokat hozzon létre. Nehéz előrejelezni, hogy egy ilyen rendszer hol áll meg, mivel nagyon nagyszámú olyan, különböző mintázatú elrendezés van, amely felé fejlődhet. Ezeket anti- termodinamikai rendszereknek hívjuk. A második főtétel továbbra is működik bennük, de mivel energia hozzáadása egy tartományhoz lehűti azt, ezért az az állapot, amelyben a gáz egyenletesen szétterjed, nagyon instabil.
A gravitációval összetartott rendszerek ilyen őrült módon viselkednek. A csillagok, a naprendszerek, a galaxisok és a fekete lyukak mind anti-termodinamikai rendszerek: lehűlnek, ha energiát adunk hozzájuk. Ez azt jelenti, hogy az összes ilyen rendszer instabil. Az instabilitás pedig eltéríti ezeket az egyenletességtől, és mintázatok kialakulására késztet térben és időben.
Ez nagyban hozzájárul ahhoz, hogy 13,7 milliárd évvel a kezdete után az univerzum még mindig nincs egyensúlyi állapotban. A növekvő strukturáltságot és összetettséget, amely jellemző az univerzum történetére, nagyjából megmagyarázza az a tény, hogy azok a gravitációval összetartott rendszerek, amelyek az univerzumot a galaxishalmazoktól kezdve a csillagokig kitöltik, anti-termodinamikai rendszerek.
Könnyű megérteni, hogy miért anti-termodinamikaiak ezek a rendszerek. Két alapvető tulajdonság különbözteti meg a gravitációt a többi erőtől. A gravitációs erő (1) nagy távolságon át hat és (2) egyetemesen fejt ki vonzóerőt. Tekintsünk egy csillag körül keringő bolygót. Ha energiát adunk hozzá, olyan keringési pályára kerül, amely távolabb van a csillagtól, és ahol lassabban mozog. Ilyen módon az energia hozzáadása csökkenti a bolygó sebességét, és így csökkenti a rendszer hőmérsékletét - mivel a hőmérséklet egyszerűen a rendszer összes elemének átlagsebessége. Fordítva, ha energiát veszünk ki a naprendszerből, a bolygónak erre azzal kell válaszolnia, hogy közelebb kerül a csillaghoz, ahol gyorsabban mozog. Ilyen módon az energiaelvonás felmelegíti a rendszert."
"Azonban ha például vasgolyók lennének a tartályban, azok már a gravitáció hatására leülepednének a tartály aljára, s ezzel csökkentenék a rendszer entrópiáját, növelnék a rendezettséget."
Elfeledkeztél a vasgolyók tartály aljával ütközéséből származó hang (rezgés), a deformációkból eredő hő, és hősugárzás rendezetlenség növelő hatásáról!
Mindig ez van veled! Csak azt vagy hajlandó észrevenni, ami a fixa ideádba beleillik, a nagy képet figyelmen kívül hagyod.
Maguktól (spontán módon) csak azok a folyamatok mennek végbe, amelyek entrópianövekedéssel járnak.
Ez csak zárt, termodinamikailag dominált rendszerekre igaz, például egy zárt gáztartályra, ahol a gravitáció elhanyagolható mértékű a gázrészecskék között. Azonban ha például vasgolyók lennének a tartályban, azok már a gravitáció hatására leülepednének a tartály aljára, s ezzel csökkentenék a rendszer entrópiáját, növelnék a rendezettséget.
A gravitációval összetartott rendszerek anti-termodinamikai rendszerek, vagyis szembemennek a második főtétellel. Nem megszüntetik a főtételt, mert az – ahol lehet – igyekszik növelni a rendezetlenséget, hanem ellene dolgoznak. Hasonló ez, mint annak a gyíknak az esete, amelyik képes szaladni a vízen. A gyíknak nagyobb a fajsúlya a víznél, ezért el kellene süllyednie, viszont ezt el tudja kerülni azzal, hogy olyan gyorsan szedi a lábát, s közben rúgja a vizet, hogy mégis fennmarad a felszínen. Nem mondhatjuk, hogy a gyík megszüntette volna azt a szabályt, hogy a víznél nagyobb fajsúlyú testek elmerülnek, s ez a fizikai törvény a vízen futó gyíkra is hat, s próbálja is elsüllyeszteni, azonban a gyík ez ellen a hatás ellen aktívan dolgozik, mondhatjuk "szembe megy vele", s olyan ellenhatást fejt ki, ami helyileg és egy időre legyőzi a süllyedés fizikai törvényét.
A gyík esete természetesen nem zárt és nem egyensúlyi rendszert jelent, hiszen egy magára hagyott, teljesen zárt tartályban a gyík hiába futna körbe-körbe a víz felszínén, egyszer elfogyna a levegője, energiája, s akkor lemerülne. Tehát a gyíknak külső anyag/energia bevitelre van szüksége, hogy ellene tudjon dolgozni a lemerülés fizikai törvényének.
Még egy érv, hogy az egymást vonzó (gravitáló) elemek rendszerében a homogén eloszlás a legkisebb entrópiájú, azaz a leg-rendezettebb, vagy más irányból megközelítve: a leg-valószínűtlenebb.
A gravitáló elemek tömeggel rendelkeznek, amely görbíti a téridőt. Amikor a szóban forgó elemek homogén módon eloszlanak a térben, a téridő görbületére egyenletes hatással vannak, minden pontban csak csekély - és azonos - mértékben görbítve el a téridőt a sík anyagmentes állapottól, azaz ebben a homogén anyageloszlású állapotban a téridő gyakorlatilag sima és SZABÁLYOS. Más szóval RENDEZETT.
Amikor viszont a gravitáló elemek kisebb-nagyobb változatos pozíciójú és változatos mozgású csomókba gyűlnek, a téridőre kifejtett görbítő hatásuk kvázi kaotikus: változatos méretű és kiterjedésű gravitációs kutak teszik a téridőt hepehupássá. Azaz ebben a csomósodott állapotban a téridő SZABÁLYTALAN. Más szóval RENDEZETLEN.
Mondom (és ez nem tekintélyre hivatkozás), Roger Penrose ért annyira a témához, hogy ha leírja, hogy a gravitáció jelenlétében a sima homogén anyageloszlás a LEGKISEBB ENTRÓPIÁJÚ állapot, akkor nem hülyeséget beszél.
Na, most már legalább négy különböző megközelítésből alátámasztottuk Penrose és a többiek állítását, hogy ha az elemek egymást vonzzák, akkor a homogén eloszlás a legkisebb entrópiájú, és a csomósodott állapot ennél mindig nagyobb, éppen ezért a rendszer magától természetes úton ebbe az irányba igyekszik fejlődni. Mert erre növekszik az entrópia is.
"Ne írd le ezeket a "cuki kis állatkákat" (tkp. az életet), mert itt a Földön már közel négy milliárd éve fenntartja magát; nemegyensúlyi rendszerét, komplexitását, sőt növelte is azt, és nincs szándékában továbbra sem engedelmeskedni a második főtételnek."
Az élet kifejlődése és fennmaradása egyáltalán nem azért történik mert valami módon ki tudná vonni magát a második főtétel hatása alól. Ez csak egy szokásos vulgáris félreértése a helyzetnek. Az élőlények nem csökkentik az entrópiát egyetlen zárt rendszerben sem, sőt még gyorsabban növelik, mintha nem léteznének. Mert a maguk nyílt rendszerének entrópiáját épp azon az áron csökkentik, hogy a környezetükben extra növekedést generálnak. Mindezzel igenis engedelmeskednek a helyesen értelmezett második főtételnek.
Nincsenek kivételezett működésmódok, biológiai vagy fizikai mechanizmusok (élőlények, gravitáció, nagy visszapattanás, stb.) amelyek felmentést kaphatnának, vagy konkurálhatnának a második főtétellel. A termodinamika egy a mechanizmusok felett álló fenomenológiai felismerés. Már ha helyesen alkalmazzuk. Amikor te a gravitációt valami, a második főtétel ellenében működő mechanizmusnak képzeled, ami hol dominanciára jut a csomósodásban, hol meg alulmarad egy elképzelt újra szétszóratásban, csak arra jó, hogy kimagyarázd ezt a kétségbeesett kapaszkodást a ciklikusan pulzáló világegyetembe.
