2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 19:05 


26/12/13
3
Второй закон термодинамики постулирует: в замкнутых системах уровень энтропии постоянно увеличивается, а не наоборот. Поскольку наша Вселенная является замкнутой системой и единственной (то есть она ни с чем больше не взаимодействует), такая картина присуща и ей. А это означает, что со временем полная ее энтропия будет только увеличиваться, достигнув максима. При этом все виды энергии обратятся только в тепловую и всякое взаимодействие прекратится.

Насколько такая перспектива соответствует сегодняшним научным представлениям?

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 19:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
В целом, соответствует.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 19:20 


26/12/13
3
Munin в сообщении #806527 писал(а):
В целом, соответствует.


Даже если Вселенная пространственно бесконечна?

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 19:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Да, а что? Энтропия-то возрастает по всему объёму.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 19:34 


26/12/13
3
Munin в сообщении #806535 писал(а):
Да, а что? Энтропия-то возрастает по всему объёму.


И бесконечно долгое время будет пребывать в состоянии тепловой смерти. Где то читал, что даже в таком состоянии квантовые флуктуации могут привести к локальному уменьшению энтропии или даже фазовому переходу вакуума в более низкий энергетический уровень с появлением новых элементарных частиц.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение26.12.2013, 20:46 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Ну да, могут.

Вы в курсе, что физика описывает одну реальность многими разными теориями? Они все соответствуют реальности, но с разной степенью приближения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 00:09 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
А как можно заметить рост энтропии ? Пока вроде бы не заметно ни выравнивания температур, ни концентраций материи.
Вещество как сосредоточилось в галактиках так точти не покидает их.
В галактиках оно то стягивается в звезды, то распыляется, тотом снова стягивается.
Какое то необратимое движение наблюдается у черных дыр. Вещество валится туда безвозвратно, но во время падения 60-80% массы высвечивается обратно.
Может при падении дыры в дыру высветится и остальное?

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 00:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Xey в сообщении #806689 писал(а):
А как можно заметить рост энтропии ?

С трудом.

1. Вещество из однородного состояния гравитационно коллапсирует в компактные массы - звёзды, галактики, скопления того и другого. В пределе образуются чёрные дыры.
2. Нагретое вещество излучает свет и остывает. В пределе устанавливается тепловое равновесие с излучением.
3. В звёздах протекают необратимые термоядерные реакции из лёгких ядер в тяжёлые (возрастает металличность). В пределе образуются нейтронные звёзды.

Все эти процессы, конечно, для основной части вещества Вселенной - пока как комариный чих. В космологических моделях пространства-времени рост энтропии Вселенной не учитывают. Но они всё-таки происходят, и постепенно исчерпывают начальные запасы.

В некоторой степени рост энтропии был существенен на ранних горячих стадиях Большого Взрыва, когда вся Вселенная была заполнена горячим газом кварков, адронов, электронов и позитронов. В те времена некоторые процессы при расширении и остывании Вселенной шли слишком медленно, и не успевали достичь термодинамического равновесия, а значит, были необратимы. А значит, росла энтропия. Например, в ту эпоху произошла "закалка нейтрино", когда они перестали взаимодействовать с веществом, и остались в виде реликтового спектра другой температуры, чем современные реликтовые фотоны. Видимо, в далёком будущем реликтовые нейтрино тоже уравновесятся со всем остальным, но это будет стра-а-ашно долго.

-- 27.12.2013 01:33:30 --

Xey в сообщении #806689 писал(а):
Пока вроде бы не заметно ни выравнивания температур, ни концентраций материи.

Это известный "парадокс" теории ньютоновской гравитации. В то время как остальные законы физики (например, законы молекулярно-кинетической теории) гласят, что наиболее высокая энтропия соответствует выравненной плотности вещества, в случае гравитации это не так. Наоборот, при "включении" гравитации равномерная плотность неустойчива (см. неустойчивость Джинса), и рост энтропии удаляет состояние от равномерной плотности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 06:17 
Заслуженный участник


28/12/12
7786
Насколько я помню, энтропия реликтового излучения превышает энтропию обычного вещества на много порядков.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 14:41 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
DimaM в сообщении #806754 писал(а):
Насколько я помню, энтропия реликтового излучения превышает энтропию обычного вещества на много порядков.

Это смотря как сравнивать. Энтропия на единицу объёма или энтропия на частицу?

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 18:19 
Заслуженный участник


28/12/12
7786
Munin в сообщении #806843 писал(а):
Энтропия на единицу объёма или энтропия на частицу?
На единицу объема.

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение27.12.2013, 18:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Ха, тогда понятно :-) Ну, на реликтовые нейтрино тогда того же порядка приходится.

-- 27.12.2013 19:31:38 --

И вообще, мы ещё ничего толком не знаем об энтропии DM (страшным голосом: и DE).

-- 27.12.2013 19:34:35 --

Напоминаю, что плотности вещества и фотонов во Вселенной соотносятся примерно как: 1 протон на кубический метр, и 500 фотонов на кубический сантиметр. (Более точные цифры - по ссылке у меня в подписи.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение31.12.2013, 11:10 


30/12/13
93
Munin в сообщении #806908 писал(а):
Напоминаю, что плотности вещества и фотонов во Вселенной соотносятся примерно как: 1 протон на кубический метр, и 500 фотонов на кубический сантиметр. (Более точные цифры - по ссылке у меня в подписи.)


Прошу прощения, но насколько представленная шкала соответствует научным представлениям? Особенно последние части.
http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future

 Профиль  
                  
 
 Re: Тепловая смерть Вселенной
Сообщение31.12.2013, 15:54 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Там в каждом пункте - ссылка на научную статью. И указано, в какой степени этот пункт опирается на гипотезы, допущения, возможности, которые ещё не установлены точно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, Jnrty, Aer, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group