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
7931
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
7931
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: нет зарегистрированных пользователей


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