?ini? ekologija. Kaip manai, kod?l mes valgome? Standartinis ir tuo pa?iu visi?kai netikslus, ir netgi, grei?iau, neteisingas atsakymas: mes gauname energijos. Ir kas yra teisingas? Dabar a? tau pasakysiu. Bet prad?kime nuo entropijos.

Kaip manai, kod?l mes valgome? Standartinis ir tuo pa?iu visi?kai netikslus, ir netgi, grei?iau, neteisingas atsakymas: mes gauname energijos. Ir kas yra teisingas? Dabar a? tau pasakysiu. Bet prad?kime nuo entropijos.

Entropija– koncepcija labai sud?tinga ir daugialyp?. Savoti?ka badass-zakalyaka, kuri persmelkia visk? aplink mus ir mus pa?ius. Ir jei bandote apibr??ti, kas tai yra, tai yra netvarkos matas, chaoso matas. O entropija gimsta i? visi?kai, atrodyt?, nekenksmingo kasdieninio fakto: niekas ?alta negali su?ildyti ka?ko ?iltesnio. Prie?ingai, ka?kas kar?to ?ildys ?? ?alt? ir, be to, tol, kol tarp ?i? dviej? objekt? atsiras ?ilumin? pusiausvyra. K? tik virtas kar?tas kiau?inis, kaip ?inia, gana greitai atv?s, jei bus ?d?tas ? ?alt? vanden?, ta?iau ?? vanden? su?ildys. Abu taps ?ilti. Kiau?in? galima patogiai suvalgyti, o vanden? i?pilti, jei nerandate jam kitos paskirties: bet anks?iau ar v?liau jis vis tiek atv?s ir prilygs j?s? virtuv?s oro temperat?rai. Visa tai, kas i?d?styta auk??iau, fizikoje vadinama antruoju termodinamikos d?sniu. Ji, ?i antroji prad?ia, i? nieko nei?plaukia. Tai n?ra joki? dideli? teorij? pasekm? ir nei?plaukia i? sud?ting? teorem?. Tai tik pastebimas faktas. Mes postuluojame, kad taip yra, nes niekas m?s? pasaulyje dar nemat?, kad ?altis dar labiau su?ildyt? kar?t?.

Ir entropija yra ?io fakto pasekm?. Did?iausia entropija (chaosas) sistemoje (kiau?inis, ?altas vanduo ir oras j?s? virtuv?je) atsiras tada, kai sistema pasieks termodinamin? pusiausvyr?, tai yra, kiau?inio, vandens ir oro temperat?ra aplink juos bus lygi. ?inoma, nebent valgysite kiau?in? dar ?ilt?. Atrodyt?, kai viskas subalansuota, tada ateina visi?ka tvarka. Ne. Yra atvirk??iai. Ir tai susij? su vidine sistemos mikrob?kle, jos molekuliniu lygiu.

?sivaizduokite visas tas daugyb? molekuli?, kurios sudaro or? j?s? virtuv?je. Jie yra visi?kai atsitiktiniai, chaoti?kai d?vimi per vis? savo t?r?, susiduria ir nuolat kei?ia krypt?. Be to, kuo auk?tesn? temperat?ra (yra vasari?ka kar?tis, o j?s ne?sireng?te kondicionieriaus), tuo grei?iau ir tod?l chaoti?kiau ?ios molekul?s ver?iasi aplink jus. Taigi pirmoji i?vada: kuo auk?tesn? sistemos temperat?ra, tuo didesnis jos chaoso matas, tai yra entropija. Ta?iau pa?i?r?kime ? t? pat? or? j?s? virtuv?je i? kitos pus?s. Kad ir kaip keistai tai atrodyt?, b?tent d?l oro molekuli? jud?jimo atsitiktinumo ir atsitiktinumo jos nesikoncentruoja viename kampe, o tolygiai pasiskirsto visame jo t?ryje. Jei oras elgt?si kitaip, tur?tume b?gti paskui j?, bandydami prie? kiekvien? ?kv?pim? nustatyti, kuriame kampe jis ?? kart? susispiet?. Ta?iau, a?i? Dievui, oro molekul?s paprastai elgiasi labiausiai nusp?jamu, labiausiai tik?tinu b?du: kaip ir bet kurios dujos, oras u?ims vis? t?r?, kuris jai bus pasi?lytas. Virtuv? – taip virtuv?, visas ?em?s oro baseinas – taip visas oro baseinas (? kosmos?, kaip supranti, d?l gravitacijos nei?skrenda).

Tai n?ra didel?s entropijos oras j?s? virtuv?je. Tai ma?os entropijos oras, „varomas“ ? stiklain?. Ar kada susim?st?te, kod?l jis toks brangus...

Ir atvirk??iai. Jei nusprend?iame priversti or? ? bet kur? virtuv?s kampel?, mums reikia daug i?radingumo, j?g? ir energijos. Akivaizdu, kad mums reikia ka?kokios sandarios pertvaros, pakankamai galingo siurblio, ka?kokios elektrin?s ?iam siurbliui maitinti ir pan. Kitaip tariant, norint, kad oras elgt?si organizuotai, reikia daug dirbti. Tik taip priversime j? nutraukti labiausiai tik?tin? elges? ir susiburti ? mums patinkant? kampel?. Ir tai darydami suma?insime jos netvarkingumo mat?: suma??s sistemos entropija. I? to i?plaukia: kuo ma?esn? tikimyb?, kad sistemos mikrob?sena ?gyja, tuo ma?esn? ?ios sistemos entropija, tai yra jos netvarkingumo matas. Ir atvirk??iai. Ir kadangi termodinamin? pusiausvyra yra labiausiai tik?tina bet kurios u?daros sistemos b?sena, tada ji, ?i b?sena, bus labiausiai entropin?.

Kai kam ?i mano istorija gali atrodyti abstrakti, nelabai reik?minga: k? mums r?pi kai kuri? sistem? mikrob?senos, net jei tai susij? su kiau?iniu, kur? valgysime pusry?iams. Ma?ai tik?tina, kad tai, kad kiau?inis pateks ? termodinamin? pusiausvyr? su ?altu vandeniu, kuriuo j? ty?ia u?pyl?me, kad ?iek tiek atv?st?, sugadins m?s? apetit?. O oras, a?i? Dievui, elgiasi taip, kaip mums labiausiai tinka, labiausiai tik?tina ir tikimasi. Deja, tai n?ra abstraktus pokalbis. Entropija yra tai, kas visk? ?iame pasaulyje ir pat? pasaul? veda link mirties.

Egzistuoja nema??jan?ios entropijos d?snis. Ties? sakant, galime dr?siai teigti, kad tai yra nuolatinio entropijos did?jimo d?snis.Nema??jantis rei?kia sistemas, kurios pasiek? termodinamin? pusiausvyr?, tai yra maksimali? entropij?. Visais kitais atvejais kalbame tik apie entropijos padid?jim?. Kas atsitiks su m?s? kiau?iniu, vandeniu ir oru virtuv?je (bijau, kad nuo j? jau pavargote, bet greitai paliksime juos ramyb?je), kai jie pasieks savo temperat?ros pusiausvyr?? Jei laikysime juos u?dara sistema, tai yra, izoliuosime juos nuo i?orinio pasaulio, tada ?i sistema ilgainiui visi?kai nurims, bet kokie procesai sustos. Tai bus mirties poilsis, am?inas poilsis. Ta?iau i?imtis bus ?vair?s kvantiniai efektai, susij? su neapibr??tumo principu, ta?iau ?ia juos paliksime u? skliaust?, kad nesusipainiotume. Kaip tik d?l entropijos ne?manoma sukurti am?inojo varymo ma?inos, nes bet kokios u?daros sistemos evoliucija turi baigtis visi?ku poilsiu.

M?s? Visata Grei?iausiai tai u?dara sistema. Bent jau taip mano dauguma mokslinink?: n?ra joki? mokslini? ?rodym?, kad ka?kas ? j? at?jo i? i?or?s. Bet kuri u?dara sistema linkusi ? termodinamin? pusiausvyr?. Tai, kad m?s? Visatos entropija nuolat auga, yra neabejotinas faktas. Kai fizikai ?vertino fonin?s spinduliuot?s, kuri liko po Did?iojo sprogimo ir persmelkia vis? visat?, entropij?, jie, j? pa?i? ?od?iais, buvo tiesiog priblok?ti (sn: Roger Penrose. Naujasis karaliaus protas). Ir dar palyginti neseniai vadinamoji termin? mirtis buvo laikoma labiausiai tik?tinu Visatos mirties scenarijumi, tai yra, Visata tur?t?, kaip tada atrod?, u?baigti savo kelion?, pasiekdama termodinamin? pusiausvyr? esant temperat?rai, artimai absoliu?iam nuliui. . Papras?iau tariant, u??aldykite.

Ta?iau kai buvo ?vertinta juod?j? skyli? entropija, tapo akivaizdu, kad ji, taigi ir visos Visatos entropija, yra daug dyd?i? kategorij? didesn?, nei galima ?sivaizduoti. M?s? Visatos, kaip sistemos, pusiausvyros ta?kas tur?t? b?ti supermasyvios juodosios skyl?s pusiausvyra. N?ra n? vieno moksli?kai pagr?sto optimistinio m?s? pasaulio evoliucijos scenarijaus: jo mirtis nei?vengiama.

Pasaulis, kur? matome aplink mus, yra pasmerktas, nes jis grind?iamas nuolatinio sav?s naikinimo tro?kimo principu: did?iausias netvarkos ir energijos minimumas. Bet koks laukas bando i?mesti energijos pertekli?, sudarydamas kvant?; kiekvienas su?adintas elektronas kiekviena proga atsisako papildomo fotono, kad nusileist? ? ?emesn? energijos lyg?; kiekvienas akmuo, pasitaikius pirmai progai, yra pasireng?s nusileisti nuo kalno, kad atsikratyt? potencialios energijos pertekliaus.

?iuolaikini? mokslo ?ini? po?i?riu, visi?kai nenat?raliai m?s? pasauliui atrodo pats Visatos gimimas, ?vaig?d?i? ir planet? (apskritai – substancijos), gyvyb?s gimimas, s?mon?s formavimasis. Visi ?ie rei?kiniai akivaizd?iai prie?tarauja pagrindinei pasaulio evoliucijos srovei. ?inoma, lokaliai, atskiruose Visatos kampeliuose, galimas negentropijos vyravimas (?is terminas ?ymi neigiam? entropij?, tai yra prie?ingo proceso – netvarkos ma??jimo – mat?; kiek v?liau pamatysime, kad beveik visada negentropija yra tapatus tokiai s?vokai kaip informacija). Ta?iau tai kainuoja did?jant entropijai aplink tokius i?skirtinius kampelius.

Tai kod?l mes valgome? Norint gauti ?mogui reikalingos energijos, u?tenka vasari?kos saul?s ar katilin?s krosnies ?altyje. Ir daugeliui i? m?s? tai net neb?tina: atminkite, kad mas? yra proporcinga energijai. Ar ilgai sv?r?t?s? Kiekvienas ?mogus aplinkinei erdvei atiduoda ma?daug tiek pat ?ilumin?s energijos, kiek gauna i? i?or?s. Ir jei jis gaut? daugiau nei dav?, jis nuolat did?t? (tai atsitinka daugeliui i? m?s?). Ta?iau atminkite, kiek energijos (!) m?s? k?nas i?leid?ia, kad atsikratyt? ?ilumos (didel?s entropijos) energijos pertekliaus: padid?j?s prakaito liauk? darbas, i?sipl?tusios kraujagysl?s, pada?n?j?s kv?pavimas ir ?irdies plakimas...

Ties? sakant, su maistu pirmiausia gauname negentropij?. ?mogus yra labai gerai organizuota b?tyb?, tai yra, atleiskite u? i?rai?k?, ?emos entropijos b?tyb?. Kad i?laikyt? ?i? savo b?sen?, jam reikia ?ios ?emiausios entropijos ?altinio. Tokiu ?altiniu mums pasitarnauja augalai, i?mok? fotosintez?s ir saul?s spinduli? ?takoje galintys sukurti organines (sud?tingas ir ma?ai tik?tinas, tod?l ?emos entropijos) med?iagas. Matomas ?viesos spektras yra santykinai ma?os entropijos spinduliuot?s forma. Tai yra tai, k? augalai (ir kai kurie mikroorganizmai) naudoja atmosferos anglies dioksidui atskirti ? deguon? ir angl? ir suformuoti sud?ting? organin? strukt?r?. Tuo pa?iu jie spinduliuoja ?ilum? ? supan?i? erdv?, tai taip pat yra didel?s entropijos, infraraudonoji spinduliuot?.

Mes valgome augalus tiesiogiai, taip pat netiesiogiai valgydami m?s?, ?uv? ir kitus gyv?ninius produktus (ai?ku, kad tie, kuriuos valgome, dar visai neseniai valg? augalus arba tie, kurie valg? augalus). Taip gauname sud?tingus organinius junginius, i? kuri? toliau kuriame save, ?skaitant m?s? sud?ting? (ma?os entropijos) energijos sistem?. O lauke v?lgi kv?puodami i?skiriame ?ilum? ir santykinai didel?s entropijos anglies dioksid?. Jei gyv?nai, ?skaitant ?mones, patys b?t? paj?g?s fotosintezei, jiems tikriausiai visai nereik?t? maisto patogioje aplinkos temperat?roje. Ar tai mineralin?s tr??os. Na, ?inoma, vanduo. Ne?inau, kaip j?s, ka?kod?l nelabai d?iaugiuosi tokia hipotetine galimybe: arba a? m?gstu per daug valgyti, arba a? aroganti?kas augalams ir nenoriu b?ti pana?us ? juos. Bet kuris i? j? tikriausiai n?ra labai geras. Ta?iau ai?ku viena: pasidalyti darbus tikslinga ne tik ?moni? visuomen?je, bet ir visoje laukin?je gamtoje.

?ia mes valg?me...

D?l tokio vietinio nevienalyti?kumo m?s? Visatos kampelyje, kuri yra spinduliuojanti Saul?, m?s? dangaus skliaute turime laisv? ?emos entropijos, sutvarkytos spinduliuot?s ?altin?. Tod?l m?s? planetoje gyvyb? gali egzistuoti. Ta?iau gaudami saul?s ?vies? mes, ?em? ir visi jos gyventojai kartu, kaip „d?kingum?“ nukreipiame ? ?alt? erdv?, pirmiausia didel?s entropijos, chaoti?k? ?ilumin? spinduliuot?. Taigi visos sistemos, m?s? visatos, entropija auga. Taip, vietos yra. Net bijau mik?ioti apie ne?tik?tin? entropijos kiek?, kur? ?mon?s, tariamai protingos b?tyb?s, sukuria aplink save: savo buvein?je. Apmok?jimas u? vis? m?s? auk?t?j? (ir ne per auk?t?) technologij? gaminius, o ?ie produktai taip pat yra labai gerai organizuota (m?s? organizuota) materijos forma, yra pati aplinkos tar?a, kuri jau tapo tiesiogine gr?sme. ? pa?ios ?monijos egzistavim?.

Entropija paverg? ne tik materij? ir energij?. Ji paverg? pat? laik?. Visos pagrindin?s fizikos lygtys, apib?dinan?ios m?s? pasaul?, yra simetri?kos laike. Tai yra, ateitis ir praeitis, fizikos po?i?riu, yra visi?kai vienodos. Ir klasikin?je mechanikoje, ir kvantin?je, ir Maksvelo bang? lygtyse, ir reliatyvumo teorijoje – visur (yra viena i?imtis, taikoma branduolinei fizikai, vadinamoji silpnoji s?veika, bet i? ?ios i?imties i?plaukia branduolin? patys mokslininkai dar nesupranta) . Lygtys yra lygtys, nes kairioji pus? lygi de?iniajai. Kitaip tariant, laikas netur?t? tur?ti jokios krypties: kas i? praeities ? ateit?, kas i? ateities ? praeit? – viskas taip pat. Jei ne entropija!

Klasikinis pavyzdys, kur? fizikai naudoja nor?dami parodyti nei?manantiems, kaip laikas turi krypt? arba, kaip dar vadinama, laiko rodykl?. Ant stalo puodukas arbatos. ?tai ji stovi. Ji nety?ia nukent?jo, nukrenta, aplink yra skeveldros, arbata pasklinda ant grind?. Vaizdas, kur? mat?me visi ir ne kart?. Ta?iau niekas n?ra mat?s prie?ingo, i?skyrus vaizdo ?ra?o ar filmo atsukim?: kad skeveldros v?l susirinkt? ? vis? puodel?, ? j? lipdavo arbata, o puodelis lengvai u??okdavo ant stalo. Ta?iau kalbant apie fizik?, energija, kuri? ?gaus puodelis krintant ir atsitrenkus ? grindis, bus lygiai lygi energijai, reikalingai, kad visi fragmentai ir arbata susijungt? ir v?l ?okin?t? ant stalo. Energijos tverm?s d?snis galioja ir ?ia. Taigi, kas tau trukdo tai daryti? Kitas d?snis, i?plaukiantis i? antrojo termodinamikos d?snio, yra nema??jan?ios entropijos d?snis.

Esm? ta, kad energija, kuri? puodelis gavo kritimo metu, daugiausia buvo paversta ?iluma. Skeveldr? ir arbatos atomai atsitrenk? ? grindis (kurios irgi ?iek tiek su?ilo) prad?jo jud?ti kiek grei?iau, chaoti?kiau. Tai yra, sistemos entropija padid?jo. O norint gr??inti juos ? ankstesn?, labiau organizuot? b?sen?, reik?s ne?tik?tinai tikslaus atvirk?tinio ?i? atom? derinimo, o tai grei?iausiai tiesiog ne?manoma. Jau nekalbant apie tai, kad dalis susidariusios ?ilumos i?kart i?sisklaidys aplinkin?je erdv?je. ?inoma, prisiminus kvantin?s mechanikos d?snius, dar galima tik?tis, kad i? vis? milijard?, milijard?, milijard? puodeli?, stiklini?, stiklini?, stiklini?, l?k??i?, duben?li?, duben?li? ir t.t., nukritusi? nuo stal? m. per vis? ?monijos istorij?, bent vienas (ar vienas) susib?r? savaime ir vis d?lto gr??o ? savo pradin? viet?. Bet pasakykite man nuo?ird?iai, ar patik?site tokio ?vykio liudininkais? Geriausiu atveju nuspr?skite, kad ?ie liudytojai anks?iau buvo i?g?r? per daug savo puodeli?, stiklini?, stiklini? ir stiklini? turinio ir kad juose i? viso nebuvo arbatos. Nors fizikos d?sniai toki? ?vyki? nedraud?ia. Bet jie, ?ie ?vykiai, yra labai reti, tod?l geriausiu atveju priskiriame juos stebuklams, o blogiausiu – haliucinacijoms.

Nematome, kad kepti kiau?iniai v?l subyr?t? ? ?vie?ius kiau?inius, ?idinio pelenai v?l virst? r?stais, cukraus gumuliukai, i??okantys i? kar?tos kavos ? juos pad?jusiojo rank?. Mums laikas teka tik viena kryptimi. Ir entropija, ir tik entropija, nustato jos krypt?. Ir ?i kryptis, kaip su?inojome auk??iau, yra gana ni?ri: ? sunaikinim? ir mirt?. Paprastai, ?iek tiek subrend?, tai pradedame pasteb?ti tiek savyje, tiek apsi?valg?. Bet veltui sakome, kad laikas nenumaldomas. Ties? sakant, negailestinga entropija.

Ir ?ia nor??iau gr??ti prie singuliarumo sampratos, kuri? aptar?me ankstesniame straipsnyje. Mes gana i?samiai apsvarst?me, kokie bus galutiniai ?io pasaulio singuliarumai (arba galutinis singuliarumas). ?is juodosios skyl?s i?skirtinumas yra labiausiai entropin? sistema, ?inoma ?monijai. Ta?iau tas pats vaizdas rodo, kad m?s? pasaulis pa?ioje prad?ioje tur?jo b?ti labai tvarkingas. Pradinis singuliarumas, d?l kurio kilo Didysis sprogimas, tur?jo b?ti ne?prastai ma?a entropija, nes m?s? stebimame pasaulyje entropija nuolat did?ja, o tai rei?kia, kad ji ka?kada buvo ma?a arba lygi nuliui. ?i? dien? kosmologija yra nei?spr?st? paslap?i? ir ne?mint? paslap?i? erdv?. Ta?iau pradin?s pasaulio b?kl?s paslaptis yra bene did?iausia.

Rogeris Penrose'as ?vertino galutinio m?s? Visatos ?lugimo entropij?: 1010123! I? ?ia per faz?s t?rio s?vok? (fazin? erdv? yra vis? sistemos b?sen? rinkinys tam tikru laiko momentu. Fazin?je erdv?je sistemos b?sena apib?dinama vieno ta?ko koordinat?mis, o visa raida sistemos dalis apib?dinama ?io ta?ko poslinkiu), Penrose'as daro i?vad? apie pasaulio, kuriame buvo laikomasi antrojo mums ?inomo termodinamikos d?snio, atsiradimo tikimyb?.

?i reik?m? rodo, koks tikslus tur?jo b?ti K?r?jo planas: tikslumas buvo ma?daug vienas 1010123! Tai nuostabus tikslumas. Tokio skai?iaus net negalima para?yti viso ?prastoje de?imtain?je sistemoje: tai b?t? 1, po kurio sekt? 10??? nuliai! Net jei gal?tume u?ra?yti „0“ ant kiekvieno protono ir kiekvieno neutrono Visatoje ir tam tikslui panaudotume visas kitas daleles, m?s? skai?ius vis tiek likt? neu?baigtas. (R. Penrose. Naujasis karaliaus protas)

Pastebiu, kad matematikai ma?esnes nei 1/1050 tikimybes laiko nulin?mis ir ? jas skai?iuodami neatsi?velgia, o ?is skai?ius, para?ytas de?imtaine sistema, nesunkiai telpa ? vien? standartinio ra?omojo popieriaus lapo eilut?.

Penrose'o duotas ne?sivaizduojamas skai?ius (norima padaryti j? tinkamu vardu ir para?yti did?i?ja raide - Skai?ius), anot jo, yra labai apytikslis, ma?iausias tikslumas, kurio reik?jo norint surengti Did?j? sprogim?, d?l kurio ?vyko pasaulis, kur? stebime. Tuo pa?iu metu galutinis Visatos singuliarumas, kurio pavyzdys yra juod?j? skyli? i?skirtinumas, kaip min?jome auk??iau, turi b?ti visi?kai chaoti?kas. Materialusis pasaulis mir?ta. Bet tai buvo sukurta visam gyvenimui! Ir tikiuosi apie tai kalb?ti ateityje. paskelbta

Visatos entropija

Entropija, kaip j? ?inojo Edingtonas, buvo susijusi su ?eme, Saule, Saul?s sistema, kitomis ?vaig?d?mis, ?kais, ?vaig?d?i? ?viesa ir kitais objektais, kuriuos galima aptikti. Nuo Edingtono laik? mes nustat?me, kad tai tik mikroskopin? visos visatos entropijos dalis.

Pirmieji didel?s entropijos egzistavimo ?rodymai, kuri? niekas nesitik?jo, pasirod? Penziasui ir Wilsonui atradus kosmin? mikrobang? spinduliuot?. ?ios spinduliuot?s entropija yra palyginti ma?a viename kubiniame metre, ta?iau ji u?pildo vis? erdv?, skirtingai nei ?prasta med?iaga. D?l to, m?s? skai?iavimais, ?i? mikrobang? entropija yra 10 milijon? kart? didesn? nei vis? ?vaig?d?i? ir planet? entropija kartu pa?mus.

Kaip laikui b?gant kei?iasi did?iul? kosmini? mikrobang? entropija? Nuostabu, bet jokiu b?du. Visatai ple?iantis, mikrobangos u?pildo erdv?, bet praranda energij?. Bendras rezultatas yra tas, kad entropija i?lieka pastovi. Bet laikas eina ? priek?. Ar entropijos pasikeitimo nebuvimas tur?t? b?ti laikomas argumentu, paneigian?iu krypt? rodykl?mis?

Fizikai ?sitikin?, kad Visatoje yra trys dideli entropijos rezervuarai, ta?iau n? vienas i? j? dar nebuvo atrastas ir jo egzistavimas nepatvirtintas. Visos jos i? esm?s yra tik teorin?s konstrukcijos. Pirm?j? toki? talpykl? sudaro neutrinai, lik? po Did?iojo sprogimo. J? yra tiek pat, kiek foton? mikrobang? spinduliuote, bet jie s?veikauja su med?iaga dar ma?iau nei fotonai. Toki? neutrin? yra trij? tip? (elektron?, miuon? ir tau neutrinai), o kadangi jie nes?veikauja, j? entropija yra pastovi ir pana?i ? foton? entropij? mikrobangose.

Antrasis didelis pasl?ptos entropijos ?altinis yra supermasyviose juodosiose skyl?se. Pirmieji juodosios skyl?s entropij? apskai?iavo Yaakovas Bekensteinas ir Stephenas Hawkingas. Dauguma teoretik? sutiko su j? rezultatais, ta?iau kol kas n?ra eksperimentini? ?rodym?. Kadangi ?i? mokslinink? darbas yra pa?ioje m?s? reliatyvumo ir kvantin?s fizikos ?ini? ribose, nepaprastai svarbu i?siai?kinti, ar tai teisinga, ar neteisinga.

Tarkime, kad supermasyvi? juod?j? skyli? entropija, apskai?iuota pagal Bekenstein-Hawking formul?, visi?kai slopina materijos, mikrobang? ir neutrin? entropij? Visatoje. Taigi kryptis laiko str?l?s?em?je apibr??ia juod?j? skyl?, esan?i? m?s? Pauk??i? Tako centre?

?tai svarbus faktas apie entropij?. Juodoji skyl? yra nominaliai 14 milijard? ?viesme?i? nuo m?s?. Ta?iau entropija taip pat yra gili, netoli juodosios skyl?s pavir?iaus. Jei darysime prielaid?, kad ji k? tik susiformavo, tai entropija yra begalyb?s atstumu nuo m?s?. Ties? sakant, jis bus labai toli nuo m?s?, nutol?s nuo met? skai?iaus nuo jo formavimosi prad?ios, padauginto i? ?viesos grei?io. Bet kokiu atveju ?i entropija yra nutolusi milijardus ?viesme?i?. Kaip tai gali paveikti m?s? laik? tokiu atstumu?

Gali b?ti ir kitas, didesnis entropijos ?altinis. Jis yra toje vietoje, kuri? vadina fizikai ?vyki? horizontas, 14 milijard? ?viesme?i? atstumu. ?i entropija spar?iai did?ja visatai ple?iantis. Ta?iau ji „b?ga“ nuo m?s? ?viesos grei?iu. Ir ji labai toli.

Atminkite, kad ry?ys tarp entropijos padid?jimo ir laiko t?km?s nenustatytas. Tai tik sp?lion?s, pagr?stos tam tikra parametr? koreliacija – tai yra tuo, kad abu procesai vystosi. Toks teorijos ne, ta prasme, kad, pavyzd?iui, yra bendra reliatyvumo teorija. Galb?t kada nors atsiras toki? teorij?. Neatmetu to, bet sunku patik?ti, kad jie parodys, kaip lemia tolimos entropijos laiko str?l?, arba susieja mus su nekintan?ia (ir beveik viduje nes?veikaujan?ia) mikrobang? spinduliuot?s entropija.

?inome, kad parametr? koreliacija dar nerei?kia, kad tarp j? yra prie?astinis ry?ys. Yra net lotyni?kas ?ios m?stymo klaidos posakis: cum hoc ergo propter hoc. Pa?od?iui rei?kia: „su tuo – rei?kia, d?l to“. ?i i?rai?ka rei?kia klaiding? nuomon?, kad jei du rei?kiniai yra tarpusavyje susij?, tada jie yra prie?astiniu ry?iu, tai yra, vienas yra antrojo prie?astis. Pritaikius tokias logi?kas konstrukcijas, galima prieiti prie i?vados, pavyzd?iui, kad miegas su batais sukelia pagirias, i?aug? led? pardavimai priveda prie daugiau sk?stan?i? ar koki? kit? ne ma?iau absurdi?k? i?vad?. Ta?iau b?tent fizikai da?nai nepripa??sta, kad patenka ? ?iuos loginius sp?stus, tuo argumentuodami laiko str?l? nulemta entropijos.

?ymus mokslo filosofas Karlas Poperis teig?, kad norint, kad teorija b?t? laikoma moksline, turi b?ti ?manoma j? paneigti. Paai?kinimas laiko str?l?s entropijos teorija ?ios s?lygos netenkina.

Teorijos, kuri? negalima paneigti, apima spiritizm?, login? samprotavim?, astrologij? ir ry?? tarp j? laiko str?l? ir entropija. Galb?t prisiminsite ir kitus pana?ius. I? min?t?j? astrologija yra artimiausia paneigimui. Subtilaus ?ono Karlsono eksperimento (kurio metu dirbau kaip mokslinis patar?jas ir panaudojau dal? Watermano premijos astrologin?ms diagramoms ?sigyti) apra?ymas buvo paskelbtas presti?iniame ?urnale „Nature“. ?onas i?band? pagrindin? astrologijos postulat? – kad tikslus ?mogaus gimimo laikas koreliuoja su jo asmenin?mis savyb?mis. Jis naudojo dvigubai akl? metod?, kur? (kol paai?k?jo rezultatai) sveikino labiausiai gerbiami pasaulio astrologai. (Taip, toki? ?moni? yra daug, ir dauguma j? turi psichologijos daktaro laipsnius.) Carlsono rezultatams paneigus ?? pagrindin? astrologijos postulat?, jo ?alininkai patyr? ?ok? ir nusivylim? (juk ? savo darb? ?i?r?jo rimtai), bet niekas nedav?. kelti profesij?. Taigi, mokslinink? po?i?riu, astrologij? galima paneigti, ta?iau jos meistrai yra tvirti savo diskredituotame reikale.

Remiantis graik? mitais, Antaeusas buvo didvyris, kuris i?laik? savo did?iul? j?g? tik tol, kol kuri nors k?no dalis liet? ?em?. Manau, kad tai savoti?ka metafora ?iuolaikinio „protingo“ ?kininko at?vilgiu: jei jis kasdien nesusiteps rank?, derliaus negaus. Antey m?gstamiausias dalykas buvo kviesti praeivius kovoti su juo. Jis visada nugal?davo var?ovus, da?nai ?udydavo ir naudodavo j? kaukoles ?ventyklai statyti. Gal? gale jis prad?jo kov? su Hercules. Jis jau buvo arti pralaim?jimo, kai staiga prisimin?, kad norint i?laikyti j?g?, Antaeusui reikia kontakto su ?eme. Heraklis pak?l? Anta?j? nuo ?em?s ir sutrai?k? rankomis.

Teorin? fizika turi tur?ti kontakt? su ?eme, reikalaudama patikrinam? ir paneigiam? eksperimentini? rezultat?. Jei Eddingtonas b?t? rad?s kitok? ?viesos pluo?to nukreipim? ?alia Saul?s jos u?temimo metu, tai gal?t? parodyti, kad Ein?teinas klydo. Jei dalel?s, ?sib?g?jusios iki beveik ?viesos grei?io, negyvent? ilgai, tai v?l reik?t?, kad Ein?teinas klydo savo teorijoje. Tas pats atsitikt?, jei globalin?s pad?ties nustatymo sistemos (GPS) nereik?t? koreguoti laiko i?sipl?timo, kur? vienu metu sukelia ?em?s gravitacija ir palydov? greitis.

Taip, Ein?teino Brauno jud?jimo teorija netrukus po jos paskelbimo buvo pripa?inta klaidinga. Eksperiment? serija tai paneig?. B?tent ?iuo laikotarpiu nusi?ud? Liudvikas Boltzmannas, iki ?iol gin?ytinos statistin?s fizikos t?vas. Ta?iau tolesni eksperimentiniai tyrimai parod?, kad pirmuosiuose eksperimentuose buvo klaid?. Ein?teino prognoz?s pasitvirtino. Prireik? ketveri? met?.

VISATOS ENTROPIJA

Netvarkos laipsn? ir ?ilumin? b?sen? apib?dinantis kiekis Visata. Kiekybi?kai ?vertinkite bendr? E.V kaip Klausijaus entropij? (?r. Entropija) ne?manoma, nes Visata n?ra termodinamin?. sistema. Tikrai, nes gravitacin? s?veika yra tolimojo nuotolio ir neekranuotas, gravitatas. Visatos energija (tiek, kiek j? apskritai galima apibr??ti) n?ra proporcinga jos t?riui. Pavyzd?iui, Niutono gravitacin?je aproksimacijoje sferin? energija. mas?s M su vienodu tankiu p galima ?vertinti pagal f-le: U~-GM 2 V -1/3 = -G r2 V 5/3 kur G- Niutono gravitacin? konstanta, V- apimtis. Bendra Visatos energija taip pat n?ra proporcinga t?riui ir tod?l n?ra adityvus dydis. Be to, visata, anot Hablo ?statymas, ple?iasi, t.y., yra nestacionarus. Abu ?ie faktai rei?kia, kad Visata netenkina pradini? termodinamikos aksiom? apie energijos adityvum? ir termodinamikos egzistavim?. pusiausvyr?. Tod?l Visata kaip visuma n?ra charakterizuojama ir c.-l. vienas temp spie?ius. ?vertinkite E. W. kaip Boltzmanno entropij? k ln Г, kur k – Boltzmanno konstanta,Г - galim? sistemos mikrob?sen? skai?ius, taip pat ne?manomas, nes Visata „nepereina“ vis? ?manom? b?sen?, o vystosi i? vienos b?senos ? kit?. Kitaip tariant, ne?manoma ?diegti Gibso statistinio ansamblio visai Visatai (?r. Gibbso paskirstymai), nes negalima nepaisyti gravitacijos. tokio ansamblio nari? s?veika.

Ta?iau Visatoje galima i?skirti posistemes, kurioms taikoma termodinamika. ir statistika. apra?ym? ir apskai?iuokite j? entropij?. Tokios posistem?s yra, pavyzd?iui, visi kompakti?ki objektai (?vaig?d?s, planetos ir kt.). Ta?iau bendra vis? stebim? kompakti?k? objekt? entropija yra nereik?minga, palyginti su entropija, esan?ia ?iluminiame relikte mikrobang? fonin? spinduliuot? su temp spie?iu T\u003d 2,73 K (?r. Kosmologija). Jo entropijos tankis yra = 1,49. 10 3 cm -3 k,

kur yra - Stefano-Boltzmanno konstanta, s -?viesos greitis (?i formul? neatsi?velgia ? reliktin?s spinduliuot?s foton? gravitacin? s?veik? tarpusavyje ir su likusia Visatoje esan?ia med?iaga). Foton? skai?iaus tankis yra susij?s su entropijos tankiu f-loy n g = s g k -1 / 3.602. Kiekviena bemas? veisl? (arba turinti poilsio mas? t<< 1 MeV) neutrinas prisideda prie E. V. tankio. ind?lis, nes standartiniame kosmologiniame. neutrin? tempo scenarijai [R. Alpher ir R. Herman, 1953]. Taip pat galima nustatyti entropijos tank? gravitonai; laukiamas ind?lis ? E. V. i? ?alia i?kilusi? relikvini? graviton? kosmologinis singuliarumas, taip pat nevir?ija s g. Bendra entropija Visatos t?rio vienetui, lydin?ia med?iag? [kuri auga R 3 (t) ple?iantis visatai, R(t) – mastelio faktorius Friedmano – Robertsono-Walkerio metrika], susijusios su bemas?mis dalel?mis, ma?ai kei?iasi nuo pa?i? ankstyv?j? Visatos evoliucijos etap? – bent jau t> 1 s po kosmologinio singuliarumus. Kitaip tariant, visatos pl?timasis yra beveik adiabatinis.

Kaip min?ta auk??iau, pagrindinis Prie?astis, trukdanti grie?tai ?vesti E.V. s?vok?, yra erdv?s neribotumas ir didelio masto gravitacijos nestacionarumas. visatos laukai. Ta?iau ?i gravitacijos dalis laukas yra labai tvarkingas – Visata yra beveik vienalyt? ir pakankamai didel?s apimties izotropin?. Tod?l nat?ralu manyti, kad esant didelio masto gravitacijai jokios b?tyb?s n?ra suri?tos su lauku. entropija, kad ir kaip j? apibr??tume. Tada bendras bemasi? daleli? entropijos tankis Visatoje s g(~ s g) bus artimas E.V. tankiui. Atitinkamas ?iuo metu stebimos Visatos dalies sumin?s entropijos ?vertis yra k, kur

Mpc-modernus. kosmologinis horizontas, H 0 - Hablo konstanta km/(s. Mpc) [?ia suprantama, kad R(t)/ 2/3, ?r. materijos tankis visatoje lygus kritiniam. tankis r Su = 3H 20/8p G, o erdvinis kreivumas lygus nuliui]. ?ios vert?s palyginimas su tokios pat mas?s juodosios skyl?s entropija g, kuris yra lygus S h. r g 2 lPl -2 ~ 10 124 k[r g = 2GM/c 2 - gravitacinis nesisukan?ios juodosios skyl?s spindulys, 10–33 cm, yra Planko ilgis; cm. Kvantin? gravitacijos teorija, Juodosios skyl?s], parodo, kaip toli mus supanti Visatos dalis yra nuo labiausiai netvarkingos b?senos. Tik?tina, nors ir ne?rodyta, kad b?tent ?i stebimos Visatos nepusiausvyra yra 2-ojo termodinamikos d?snio galiojimo prie?astis visoms u?daroms joje posistem?ms.

E. V. taip pat charakterizuojamas naudojant bematinius ritmus. entropija – entropija 1 barionui; i? dalies-

?inios, , kur n b - plg.

barion? skai?iaus Visatoje tankis, W b- plg. barionin?s med?iagos tankis visatoje kritin?mis dalimis. tankis r c. Vert? , pagal kosmologin?s nukleosintez?s teorij?, maks. puikiai atitinka ?iuolaikin? plau?i? paplitimas. elementai H, D, He 3 , He 4 , Li 7 . Tai, kad bendra konkreti E.V. S yd . >>1, rodo, kad praeityje Visata buvo kar?ta, vyravo radiacija. bariono tankis nb~R -3 (t) d?l bariono kr?vio (barion? ir antibarion? skai?iaus skirtumo) i?saugojimo. Ta?iau ?iuo metu visuotinai priimtos hipotez?s, kad esant labai didelei materijos energijai ir tankiui, bariono kr?vis nei?saugomas ir kad Visatoje buvo vienodai med?iagos ir antimed?iagos kiekiai gana ankstyvoje jos evoliucijos stadijoje, netoli kosmologinio. singuliarumus. Tada termodinami?kai nepusiausvyros Visatos pl?timosi metu d?l CP invariancijos pa?eidimo nat?raliai gali atsirasti med?iagos perteklius vir? antimed?iagos (?r. Visatos barionin? asimetrija). Jei ?ios hipotez?s yra teisingos, tada bendras specifinis E.V priklauso ne tiek nuo skaitiklio ( s), kiek nuo vardiklio ( nb), ir yra apytiksliai i?reik?tas mikrofiziologijos terminais. s?veikos konstantos, atsakingos u? barion? asimetrijos susidarym?.

Daroma prielaida, kad E. V. kaip visum? galima ?vertinti naudojant Kolmogorovo-Sinajaus entropijos s?vok? ( K- entropija; cm. Entropija, Ergodin? teorija). KAM- entropija javl. chaoso ir nestabilumo matas, jis susij?s su plg. sklaidos greitis artimas prad?iai. trajektorijos momentas. Ir K-entropija yra didesn?, tuo grei?iau trajektorijos sklaidosi, ty K-entropija. Taigi, ?ios prielaidos r?muose entropijos augimo d?snis galioja Visatai, nors ir n?ra termodinaminis. sistema ir evoliucijos eigoje strukt?ri?kai tampa sud?tingesn?.

Visatos entropija ir laiko rodykl? Visatoje. E.V. klausimas glaud?iai susij?s su laiko str?l?s Visatoje paai?kinimo problema: negr??tama laikinoji evoliucija i? praeities ? ateit?, nukreipta viena kryptimi visoms stebimoms Visatos posistem?ms. Yra ?inoma, kad mechanikos, elektrodinamikos, kvantin?s mechanikos d?sniai yra gr??tami laike. ?iuos d?snius apib?dinan?ios lygtys kei?iant nesikei?ia t ant -t. Kvantinio lauko teorijoje yra bendresnis CPT- nekintamumas (?r. CPT teorema). Tai rei?kia, kad bet koks fizinis procesas su elementariomis dalel?mis gali b?ti vykdomas tiek ? priek?, tiek prie?inga laiko kryptimi (daleles pakei?iant antidalel?mis ir erdvine inversija). Tod?l jo negalima naudoti norint nustatyti laiko rodykl?. Nors vienyb? ?inoma. fizinis d?snis – 2-asis termodinamikos d?snis, kuriame yra teiginys apie negr??tam? proces? krypt? laike. Jis klausia t.

Lit.: Zeldovi?ius Ya. B., Novikovas I. D., Visatos strukt?ra ir evoliucija, M., 1975; Dolgovas A. D., Zeldovi?ius Ya. B., Sa?inas M. V., Ankstyvosios visatos kosmologija, Maskva, 1988 m.

I. K. Rozga?iova, A. A. Starobinskis.

„VISATOS ENTROPIJA“ knygose

Kas yra entropija?

Kas yra entropija? Entropija yra antrojo termodinamikos d?snio s?voka, pagal kuri? energija negr??tamai i?sisklaido – nuo tvarkos iki chaoso.Pagal pirm?j? termodinamikos d?sn?, energija negali b?ti sunaikinta, bet gali b?ti transformuojama ir virsta.

Industrializmas ir entropija

autorius Menininkas Jamesas Howardas

Industrializmas ir entropija

I? knygos Kas m?s? laukia, kai baigsis nafta, pasikeis klimatas ir prasid?s kitos nelaim?s autorius Menininkas Jamesas Howardas

Industrializmas ir entropija XX a. 20-ojo de?imtme?io finansinis ??lsmas tapo naftos kurstoma aistra. Visur prasid?jo verslo veiklos kar?tin? – nuo ?em?tvarkos iki ?vairi? instrument? ir prietais? gamybos. Masin?s rinkos prek?s plito stulbinan?iu grei?iu.

Entropija ir sintropija

I? knygos Aspektika autorius Slavinskis ?ivoradas

Entropija ir sintropija Prie?ingai nei mistiniam pasaulio suvokimui, kuris suvokia visk?, kas egzistuoja kaip visum?, mokslas siekia atrasti elementaresnes visumos dalis ir paai?kinti gyvenimo paslapt?. Su tokiu susiskaidymu didel?je visumoje mokslas atranda

Visatos vystymasis ir atsinaujinimas. Visatos ciklas

I? knygos „Mokslinio tik?jimo skydas“ (rinkinys) autorius Ciolkovskis Konstantinas Eduardovi?ius

Visatos vystymasis ir atsinaujinimas. Visatos ciklas Erdv?s begalyb?, vienodi atstumai tarp med?iag?, vienodi ir i? prad?i? fiksuoti ta?kai, j? tarpusavio trauka – tai pradinis Visatos paveikslas, o tiksliau, papras?iausias Visatos paveikslas.

Kas yra entropija?

I? knygos The New Mind of the King [Apie kompiuterius, m?stym? ir fizikos d?snius] autorius Penrose'as Rogeris

Kas yra entropija? Koks yra tikslus fizin?s sistemos entropijos apibr??imas? Jau ?inome, kad tai yra tam tikras sutrikimo matas, bet k? rei?kia tokios nelabai grie?tos s?vokos kaip „akivaizdus“ ir „sutrikimas“? Gali kilti mintis, kad entropija yra kiekis, visai ne

Entropija

I? knygos Filosofinis ?odynas autorius Comte Sponville Andr?

Entropija Izoliuotos (arba kaip tokia suvokiamos) fizin?s sistemos b?senos savyb?, apib?dinama spontani?k? poky?i? dyd?iu, kur? ji gali atlikti. Sistemos entropija pasiekia maksimum?, kai ji visi?kai praranda savo geb?jim?

2.1. Juod?j? skyli? entropija

I? knygos Juodosios skyl?s ir erdv?s-laiko strukt?ra [paskaita] autor? Maldacena Juan

Entropija ir visatos evoliucija

I? knygos Jud?jimas. ?iluma autorius

Entropija ir visatos vystymasis Up?s teka ?emyn, akmenys rieda nuo kalno, jud?jimas sustoja d?l trinties – sustoja visi santykiniai judesiai. Kar?ti k?nai at??la, o ?alti ?kaista – vis? pasaulio k?n? temperat?ros susilygina. Tai yra nei?vengiamas ?ingsnis.

Kas yra entropija?

I? knygos „Naujausia fakt? knyga“. 3 tomas [Fizika, chemija ir technologijos. Istorija ir archeologija. ?vair?s] autorius Kondra?ovas Anatolijus Pavlovi?ius

Kas yra entropija? Entropija (i? graik? kalbos entropija - sukimasis, transformacija) yra termodinamin?s sistemos b?senos funkcija, kurios pokytis pusiausvyros procese yra lygus ?ilumos kiekio, perduodamo sistemai arba pa?alinto i? jos, santykiui. termodinaminis

Specifin? entropija

I? knygos Visuotin? enciklopedin? nuoroda autor? Isaeva E.L.

Savitoji entropija Kalorijos gramui kelvinui (4,1868 kJ/(kg' K)) kilokalorijos kilogramui kelvino (4,1868 kJ/(kg')

Entropija

I? autoriaus knygos Did?ioji sovietin? enciklopedija (EN). TSB

ENTROPIJA

I? knygos Naujausias filosofinis ?odynas autorius Gritsanovas Aleksandras Aleksejevi?ius

ENTROPIJA (gr. en – ?, tropia – sukimasis, transformacija) – klasikin?s fizikos samprata (? moksl? ?ved? R. Klausius XIX a.), per kuri? vis? pirma buvo apra?ytas antrojo termodinamikos d?snio veikimas: u?daroje sistemoje stacionariomis s?lygomis arba ?

Entropija

I? knygos Ne?tik?tina – ne faktas autorius Kitaygorodskis Aleksandras Isaakovi?ius

Entropija Padarykime nedidel? terminologin? pusiausvyros b?senos did?iausios tikimyb?s d?snio pakeitim?.Labai da?nai fizikoje dyd?iai, kintantys didel?se ribose, pakei?iami logaritmais.Prisiminkime, kas yra logaritmas. Kai ra?au apie moksl? tam

36 pamoka

I? knygos Ateizmo pamokos autorius Nevzorovas Aleksandras Glebovi?ius

36 pamoka Tai paprasta ir prieinama absoliu?iai visiems. U?tenka bet kurio vadinamojo tikin?io ortodokso paklausti, kod?l pagrindin? j? ?vent? vadinama Velykos ir k? i? tikr?j? rei?kia ?is ?odis? Ir apskritai,

VISATOS ENTROPIJA

VISATOS ENTROPIJA

Netvarkos laipsn? ir ?ilumin? b?sen? apib?dinantis kiekis Visata. Kiekybi?kai ?vertinkite bendr? E.V kaip Klausijaus entropij? (?r. Entropija) ne?manoma, nes Visata n?ra termodinamin?. sistema. Tikrai, nes gravitacin? s?veika yra tolimojo nuotolio ir neekranuotas, gravitatas. Visata (tiek, kiek j? apskritai galima apibr??ti) n?ra proporcinga jos t?riui. Pavyzd?iui, Niutono gravitacin?je aproksimacijoje sferin? energija. mas?s M su vienodu tankiu p galima ?vertinti pagal f-le: U~-GM 2 V -1/3 = -G r2 V 5/3 kur G- Niutono gravitacin? konstanta, V- apimtis. Bendra Visatos energija taip pat n?ra proporcinga t?riui ir tod?l n?ra adityvus dydis. Be to, visata, anot Hablo ?statymas, ple?iasi, t.y., yra nestacionarus. Abu ?ie faktai rei?kia, kad Visata netenkina pradini? termodinamikos aksiom? apie energijos adityvum? ir termodinamikos egzistavim?. pusiausvyr?. Tod?l Visata kaip visuma n?ra charakterizuojama ir c.-l. vienas temp spie?ius. ?vertinkite E. W. kaip Boltzmanno entropij? k ln Г, kur k – Boltzmanno konstanta,Г yra galim? sistemos mikrob?sen? skai?ius, tai taip pat ne?manoma, nes Visata „neperb?ga“ per visas ?manomas, o evoliucionuoja i? vienos b?senos ? kit?. Kitaip tariant, Gibbsas negali b?ti pristatytas visai Visatai (?r. Gibbso paskirstymai), nes negalima nepaisyti gravitacijos. tokio ansamblio nari? s?veika.

Ta?iau Visatoje galima i?skirti posistemes, kurioms taikoma termodinamika. ir statistika. apra?ym? ir apskai?iuokite j? entropij?. Tokios posistem?s yra, pavyzd?iui, visi kompakti?ki objektai (planetos ir kt.). Ta?iau vis? stebim? kompakti?k? objekt? suma yra nereik?minga, palyginti su entropija, esan?ia ?iluminiame relikte mikrobang? fonin? spinduliuot? su temp spie?iu T\u003d 2,73 K (?r. Kosmologija). Jo entropijos tankis yra = 1,49. 10 3 cm -3 k,

kur yra - Stefano-Boltzmanno konstanta, s -?viesos greitis (?i formul? neatsi?velgia ? reliktin?s spinduliuot?s gravitacinius fotonus tarpusavyje ir su likusia Visatoje esan?ia med?iaga). Foton? skai?iaus tankis yra susij?s su entropijos tankiu f-loy n g = s g k -1 / 3.602. Kiekviena bemas? veisl? (arba turinti poilsio mas? t<< 1 MeV) prisideda prie E. V. prid?ti. ind?lis, nes standartiniame kosmologiniame. neutrin? tempo scenarijai [R. Alpher ir R. Herman, 1953]. Taip pat galima nustatyti entropijos tank? gravitonai; laukiamas ind?lis ? E. V. i? ?alia i?kilusi? relikvini? graviton? kosmologinis singuliarumas, taip pat nevir?ija s g. Bendra entropija Visatos t?rio vienetui, lydin?ia med?iag? [kuri auga R 3 (t) ple?iantis visatai, R(t) – mastelio faktorius Friedmano – Robertsono-Walkerio metrika], susijusios su bemas?mis dalel?mis, ma?ai kei?iasi nuo pa?i? ankstyv?j? Visatos evoliucijos etap? – bent jau t> 1 s po kosmologinio singuliarumus. Kitaip tariant, visatos pl?timasis yra beveik adiabatinis.

Kaip min?ta auk??iau, pagrindinis Prie?astis, trukdanti grie?tai ?vesti E.V. s?vok?, yra erdv?s neribotumas ir didelio masto gravitacijos nestacionarumas. visatos laukai. Ta?iau ?i gravitacijos dalis laukas yra labai tvarkingas – Visata yra beveik vienalyt? ir pakankamai didel?s apimties izotropin?. Tod?l nat?ralu manyti, kad esant didelio masto gravitacijai jokios b?tyb?s n?ra suri?tos su lauku. entropija, kad ir kaip j? apibr??tume. Tada bendras bemasi? daleli? entropijos tankis Visatoje s g(~ s g) bus artimas E.V. tankiui. Atitinkamas ?iuo metu stebimos Visatos dalies sumin?s entropijos ?vertis yra k, kur

Mpc-modernus. kosmologinis horizontas, H 0 - Hablo konstanta km/(s. Mpc) [?ia suprantama, kad R(t)/ 2/3, ?r. materijos tankis visatoje lygus kritiniam. tankis r Su = 3H 20/8p G, o erdvin? reik?m? lygi nuliui]. ?ios vert?s palyginimas su tokios pat mas?s juodosios skyl?s entropija g, kuris yra lygus S h. r g 2 lPl -2 ~ 10 124 k[r g = 2GM/c 2 - gravitacinis nesisukan?ios juodosios skyl?s spindulys, 10–33 cm, yra Planko ilgis; cm. Kvantin? gravitacijos teorija, Juodosios skyl?s], parodo, kaip toli mus supanti Visatos dalis yra nuo labiausiai netvarkingos b?senos. Tik?tina, nors ir ne?rodyta, kad b?tent ?i stebimos Visatos nepusiausvyra yra 2-ojo termodinamikos d?snio galiojimo prie?astis visoms u?daroms joje posistem?ms.

E. V. taip pat charakterizuojamas naudojant bematinius ritmus. entropija – entropija 1 barionui; i? dalies-

?inios, , kur n b - plg.

barion? skai?iaus Visatoje tankis, W b- plg. barionin?s med?iagos tankis visatoje kritin?mis dalimis. tankis r c. Vert? , pagal kosmologin?s nukleosintez?s teorij?, maks. puikiai atitinka ?iuolaikin? plau?i? paplitimas. elementai H, D, He 3 , He 4 , Li 7 . Tai, kad bendra konkreti E.V. S yd . >>1, rodo, kad praeityje Visata buvo kar?ta, vyravo radiacija. bariono tankis nb~R -3 (t) d?l bariono kr?vio (barion? ir antibarion? skai?iaus skirtumo) i?saugojimo. Ta?iau dabar visuotinai priimtos hipotez?s, kad esant labai didelei energijai ir tankiui med?iaga nei?saugoma ir kad Visatoje buvo vienodai med?iagos ir antimed?iagos kiekiai gana ankstyvoje jos evoliucijos stadijoje, netoli kosmologin?s. singuliarumus. Tada termodinami?kai nepusiausvyros Visatos pl?timosi metu d?l CP invariancijos pa?eidimo nat?raliai gali atsirasti med?iagos perteklius vir? antimed?iagos (?r. Visatos barionin? asimetrija). Jei ?ios hipotez?s yra teisingos, tada bendras specifinis E.V priklauso ne tiek nuo skaitiklio ( s), kiek nuo vardiklio ( nb), ir yra apytiksliai i?reik?tas mikrofiziologijos terminais. s?veikos konstantos, atsakingos u? barion? asimetrijos susidarym?.

Daroma prielaida, kad E. V. kaip visum? galima ?vertinti naudojant Kolmogorovo-Sinajaus entropijos s?vok? ( K- entropija; cm. Entropija, Ergodin? teorija). KAM- entropija javl. chaoso ir nestabilumo matas, jis susij?s su plg. sklaidos greitis artimas prad?iai. trajektorijos momentas. Ir K-entropija kuo didesn?, tuo grei?iau sklaidosi trajektorijos, t.y., materijos pasiskirstymas yra nestabilus gravitaciniu po?i?riu; nestabilumo vystymasis veda prie atskiro formavimosi. kre?uli?. Su gravitacija suspaudimas kr?vos gravitacini? med?iagos energija paver?iama daleli? jud?jimo ?ilumine energija. Tod?l ?vaig?d?i? ir galaktik? susidarym? i? tolygiai paskirstytos med?iagos lydi padid?jimas K- entropija. Taigi, ?ios prielaidos r?muose entropijos augimo d?snis galioja Visatai, nors ir n?ra termodinaminis. sistema ir evoliucijos eigoje strukt?ri?kai tampa sud?tingesn?.

Visatos entropija ir laiko rodykl? Visatoje. E.V. klausimas glaud?iai susij?s su laiko str?l?s Visatoje paai?kinimo problema: negr??tama laikinoji evoliucija i? praeities ? ateit?, nukreipta viena kryptimi visoms stebimoms Visatos posistem?ms. Yra ?inoma, kad mechanikos, elektrodinamikos, kvantin?s mechanikos d?sniai yra gr??tami laike. ?iuos d?snius apib?dinan?ios lygtys kei?iant nesikei?ia t ant -t. Kvantinio lauko teorijoje yra bendresnis CPT- nekintamumas (?r. CPT teorema). Tai rei?kia, kad bet koks fizinis procesas su elementariomis dalel?mis gali b?ti vykdomas tiek ? priek?, tiek prie?inga laiko kryptimi (daleles pakei?iant erdvine inversija). Tod?l jo negalima naudoti norint nustatyti laiko rodykl?. Nors vienyb? ?inoma. fizinis d?snis – 2-asis termodinamikos d?snis, kuriame yra teiginys apie negr??tam? proces? krypt? laike. Jis nustato vadinamuosius sul?t?jusius el.-magneto potencialus. laukai), ir kosmologiniai laiko rodykl? duoda visatos pl?timasis. Ne visos ?ios laiko rodykl?s yra lygiavert?s: jei termodinamin?s. ir elektrodinaminis. rodykl?s laikomos tomis pa?iomis (nors grie?to to ?rodymo n?ra), tuomet rodykl? su jomis nesiejama k.-l. lokali prie?astin? s?veika. Vis? pirma, n?ra pagrindo to tik?tis, jei tam tikra visatos dalis yra d?l gravitacijos nestabilumas nustoja pl?stis ir pradeda trauktis, tada elektrodinamikos kryptis jame pasikeis. ir termodinaminis. laiko str?l?s. Ta?iau klausimas apie ?i? laiko str?li? tarpusavio priklausomyb? ir ry?? su psichologine. laiko str?l? (kiekvieno ?mogaus negr??tamo laiko t?km?s i? praeities per dabart? ? ateit? jausmas) i?lieka prasm?je. laipsnis atviras.

Lit.: Zeldovi?ius Ya. B., Novikovas I. D., Visatos strukt?ra ir evoliucija, M., 1975; Dolgovas A. D., Zeldovi?ius Ya. B., Sa?inas M. V., Ankstyvosios visatos kosmologija, Maskva, 1988 m.

I. K. Rozga?iova, A. A. Starobinskis.

Fizin? enciklopedija. 5 tomuose. - M.: Tarybin? enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas. 1988 .

Pa?i?r?kite, kas yra „VISATOS ENTROPIJA“ kituose ?odynuose:

- (i? graik. entropia - sukimasis, transformacija) u?daros sistemos arba Visatos energijos agregato vidin?s energijos dalis, kuri negali b?ti panaudota, ypa? negali b?ti perduota ar paver?iama mechaniniu darbu. Tikslus... Filosofin? enciklopedija

ENTROPIJA- ENTROPIJA, termodinamikos s?voka, kuri yra tarsi proceso negr??tamumo matas, energijos per?jimo ? toki? form?, i? kurios ji negali spontani?kai pereiti ? kitas formas, matas. Visi ?manomi procesai, vykstantys bet kurioje sistemoje, ...... Did?ioji medicinos enciklopedija

ENTROPIJA, fizin?s sistemos strukt?ros atsitiktinumo arba netvarkingumo rodiklis. TERMODINAMIKOJE entropija i?rei?kia ?ilumin?s energijos kiek?, skirt? darbui atlikti: kuo ma?esn? energija, tuo didesn? entropija. Visatos mastu ...... Mokslinis ir techninis enciklopedinis ?odynas

- [Angl?] entropija Rus? kalbos svetim?od?i? ?odynas

Entropija- Entropija ? Entropija Izoliuotos (arba kaip tokia suvokiamos) fizin?s sistemos b?senos savyb?, apib?dinama spontani?k? poky?i? dyd?iu, kur? ji gali atlikti. Sistemos entropija pasiekia maksimum?, kai ji visi?kai... Sponvilio filosofinis ?odynas

- (gr. en in, tropijos pos?kis, transformacija) klasikin?s fizikos samprata (19 a. ? moksl? ?ved? R. Klausius), per kuri? vis? pirma buvo apra?ytas antrojo termodinamikos d?snio veikimas: u?darame. sistema, esanti stacionariai ... ... Naujausias filosofinis ?odynas

- [en (en) in; tropi (svirv?s) transformacija] yra viena abstrak?iausi? mokslini? s?vok?, turin?i? esmin? reik?m?. 1. Klasikin?je termodinamikoje E yra s?voka, kuri? Clausis pristat? XIX am?iaus viduryje. ir…… Geologijos enciklopedija

entropija- ir gerai. entropija f., vok Entropija gr. lt ?, viduje + tropo pos?kis, transformacija. 1. Fizinis dydis, apib?dinantis k?no ar k?n? sistemos ?ilumin? b?sen? ir galimus ?i? b?sen? poky?ius. Entropijos skai?iavimas. ALS 1. ||… … Istorinis rus? kalbos galicizm? ?odynas

entropija- ENTROPIJA (i? graik. in ir trope turn, transformation) klasikin?s termodinamikos samprata, kuri? pristat? R. Klausius. Jo pagalba suformuluojamas vienas pagrindini? jos d?sni?, teigian?i?, kad E. u?daroje sistemoje negali ma??ti. Kai E... Epistemologijos ir mokslo filosofijos enciklopedija

„Visi procesai pasaulyje vyksta did?jant entropijai“ - ?i ?prasta formuluot? entropij? i? mokslinio termino pavert? tam tikru negin?ijamu ?rodymu apie pasmerkt? ?mogaus kov? su j? supan?iu sutrikimu. Bet kas slypi u? ?io fizinio kiekio originale? Ir kaip galima apskai?iuoti entropij?? „Teorijos ir praktika“ band? suprasti ?i? problem? ir rasti i?sigelb?jim? nuo art?jan?ios ?lugimo.

Termodinamika ir „?ilumos mirtis“

S?vok? „entropija“ pirm? kart? ?ved? vokie?i? fizikas Rudolfas Clausius 1865 m. Tada jis tur?jo siaur? reik?m? ir buvo naudojamas kaip vienas i? dyd?i?, apib?dinan?i? termodinamini? sistem? b?sen? - tai yra fizines sistemas, susidedan?ias i? daugyb?s daleli? ir galin?i? keistis energija bei med?iaga su aplinka. Problema buvo ta, kad mokslininkas negal?jo iki galo suformuluoti, kas tiksliai apib?dina entropij?. Be to, pagal jo pasi?lyt? formul? buvo galima nustatyti tik entropijos pokyt?, o ne absoliu?i? jos vert?.

Supaprastinus ?i? formul? galima para?yti kaip dS = dQ/T. Tai rei?kia, kad dviej? termodinamin?s sistemos b?sen? entropijos skirtumas (dS) yra lygus ?ilumos kiekio, sunaudojamo pradinei b?senai pakeisti (dQ), santykiui su temperat?ra, kurioje vyksta b?senos pasikeitimas (T). . Pavyzd?iui, nor?dami i?tirpdyti led?, turime suteikti jam ?iek tiek ?ilumos. Nor?dami su?inoti, kaip entropija pakito lydymosi proceso metu, ?? ?ilumos kiek? (jis priklausys nuo ledo mas?s) tur?sime padalyti i? lydymosi temperat?ros (0 laipsni? Celsijaus \u003d 273,15 laipsnio Kelvino. Skai?iuojama nuo absoliutaus skai?iaus). nulis kelvin? (- 273 ° C), nes ?ioje temperat?roje bet kurios med?iagos entropija yra lygi nuliui). Kadangi abu dyd?iai yra teigiami, skai?iuodami pamatysime, kad entropija padid?jo. O jei atliksime atvirk?tin? operacij? – u??aldyti vanden? (tai yra paimti i? jo ?ilum?), dQ reik?m? bus neigiama, vadinasi, entropija suma??s.

Ma?daug tuo pa?iu metu kaip ir ?i formul? pasirod? antrojo termodinamikos d?snio formuluot?: „Izoliuotos sistemos entropija negali ma??ti“. Ji atrodo pana?i ? populiari?j? fraz?, pamin?t? teksto prad?ioje, ta?iau turi du svarbius skirtumus. Pirma, vietoj abstraktaus „pasaulio“ vartojama „izoliuotos sistemos“ s?voka. Izoliuota sistema yra tokia, kuri nesikei?ia med?iaga ar energija su aplinka. Antra, kategori?kas „padid?jimas“ kei?iasi ? atsarg? „nesuma??ja“ (atsigr??iamiesiems procesams izoliuotoje sistemoje entropija i?lieka nepakitusi, o negr??tamiems – did?ja).

U? ?i? nuobod?i? niuans? slypi pagrindinis dalykas: antrojo termodinamikos d?snio negalima taikyti neatsigr??us ? visus m?s? pasaulio rei?kinius ir procesus. Pats Klausius pateik? ger? to pavyzd?: jis tik?jo, kad Visatos entropija nuolat auga, tod?l kada nors ji nei?vengiamai pasieks maksimum? – „termin? mirt?“. Savoti?ka fizin? nirvana, kurioje jau nevyksta jokie procesai. ?ios pesimistin?s hipotez?s Clausius laik?si iki pat savo mirties 1888 metais – tuo metu moksliniai ?rodymai neleido jo paneigti. Ta?iau 1920 m Amerikie?i? astronomas Edvinas Hablas ?rod?, kad visata ple?iasi, o tai rei?kia, kad jos

vargu ar galima vadinti izoliuota termodinamine sistema. Tod?l ?iuolaikiniai fizikai gana ramiai traktuoja ni?rias Klausiaus prognozes.

Entropija kaip chaoso matas

Kadangi Clausius niekada nesugeb?jo suformuluoti fizin?s entropijos reik?m?s, ji i?liko abstrak?ia s?voka iki 1872 m. – kol austr? fizikas Ludwigas Boltzmannas suk?r? nauj? formul? jos absoliu?iajai vertei apskai?iuoti. Atrodo, S = k * ln W (kur S yra entropija, k yra Boltzmanno konstanta, kurios reik?m? yra pastovi, W yra statistinis b?senos svoris). ?ios formul?s d?ka entropija buvo prad?ta suprasti kaip sistemos tvarkingumo matas.

Kaip tai nutiko? Statistinis b?senos svoris yra b?d?, kuriais ji gali b?ti ?gyvendinta, skai?ius. ?sivaizduokite savo kompiuterio darbalauk?. Kiek b?d? j? galima i?d?styti santykine tvarka? O kaip d?l visi?ko chaoso? Pasirodo, kad „chaoti?k?“ b?sen? statistinis svoris yra daug didesnis, tod?l ir j? entropija yra didesn?. Galite per?i?r?ti i?sam? pavyzd? ir apskai?iuoti savo darbalaukio entropij?.

?iame kontekste antrasis termodinamikos d?snis ?gyja nauj? prasm?: dabar procesai negali spontani?kai vykti did?jan?ios tvarkos kryptimi. Ta?iau ?ia netur?tume pamir?ti ir ?statymo apribojim?.

Prie?ingu atveju ?monija jau seniai b?t? vergavusi vienkartiniams indams. Juk kiekvien? kart?, kai i?plauname l?k?t? ar puoduk?, ? pagalb? ateina papras?iausias susitvarkymas. Visuose plovikliuose yra pavir?inio aktyvumo med?iag? (pavir?inio aktyvumo med?iag?). J? molekul?s susideda i? dviej? dali?: pirmoji d?l savo prigimties linkusi kontaktuoti su vandeniu, o kita jo vengia.

Patekusios ? vanden? Fairy molekul?s spontani?kai susirenka ? „rutuliukus“, kurie apgaubia riebal? ar ne?varum? daleles (i?orinis rutulio pavir?ius yra tos pavir?inio aktyvumo med?iagos dalys, kurios linkusios liestis su vandeniu, o vidin?, kuri i?augo aplink ne?varum? daleli? ?erd?, yra tos dalys, kurios vengia s?ly?io su vandeniu). Atrodyt?, kad ?is paprastas pavyzdys prie?tarauja antrajam termodinamikos d?sniui. ?vairi? molekuli? sultinys spontani?kai per?jo ? tam tikr? tvarkingesn? b?sen? su ma?esne entropija. Atsakymas v?lgi paprastas: sistema „Ne?var?s indai po vakar?lio“, ? kuri? pa?alin? ranka ?met? ploviklio, vargu ar gali b?ti laikoma izoliuota.

Juodosios skyl?s ir gyvos b?tyb?s

Nuo Boltzmanno formul?s atsiradimo terminas „entropija“ prasiskverb? beveik ?

visos mokslo sritys ir apaugusios naujais paradoksais. Paimkime, pavyzd?iui, astrofizik? ir por? „juodoji skyl? – ? j? patenkantis k?nas“. Tai gali b?ti laikoma izoliuota sistema, o tai rei?kia, kad tokios sistemos entropija turi b?ti i?saugota. Bet juodojoje skyl?je ji dingsta be p?dsak? – juk i? ten negali i?tr?kti nei materija, nei radiacija. Kas atsitiks su juo juodojoje skyl?je?

Kai kurie styg? teoretikai teigia, kad ?i entropija virsta juodosios skyl?s entropija, kuri yra viena strukt?ra, sujungta i? daugyb?s kvantini? styg? (tai yra hipotetiniai fiziniai objektai, ma?yt?s daugiamat?s strukt?ros, kuri? vibracijos generuoja visas elementarias daleles, laukus ir kitus pa??stamus elementus). fizika). Ta?iau kiti mokslininkai si?lo ne tok? ekstravaganti?k? atsakym?: tr?kstama informacija vis tiek gr??ta ? pasaul? kartu su spinduliuote, sklindan?ia i? juod?j? skyli?.

Kitas paradoksas, prie?taraujantis antrajam termodinamikos d?sniui, yra gyv? b?tybi? egzistavimas ir funkcionavimas. Juk net gyva l?stel? su visais biologiniais membran? sluoksniais, DNR molekul?mis ir unikaliais baltymais yra labai sutvarkyta strukt?ra, jau nekalbant apie vis? organizm?. Kod?l egzistuoja tokia ma?os entropijos sistema?

Garsusis Erwinas Schr?dingeris, to minties eksperimento su katinu k?r?jas, savo knygoje „Kas yra gyvyb? fizikos po?i?riu“ u?dav? ?? klausim?: „Gyvas organizmas nuolat didina savo entropij?, arba, kitaip tariant, gamina. teigiama entropija ir tod?l art?ja prie pavojingos maksimalios entropijos b?senos, kuri yra mirtis. Jis gali i?vengti ?ios b?senos, tai yra i?likti gyvam, tik nuolat i?traukdamas i? savo aplinkos neigiam? entropij?. Neigiama entropija yra tai, kuo organizmas minta.

Tiksliau, organizmas minta angliavandeniais, baltymais ir riebalais. Labai tvarkingos, da?nai ilgos molekul?s su santykinai ma?a entropija. O mainais ? aplink? i?skiria daug paprastesnes med?iagas su didesne entropija. Tai am?ina akistata su pasaulio chaosu.