Можно ли определить время в стационарном состоянии?

(Вдохновленный этим вопросом (A), который, к сожалению, ссылка в выбранном ответе теперь не работает 404 (который мог содержать мой ответ), поэтому не может читать глубже, чем это)

Из приведенных выше ссылок и моего прошлого понимания я понял, что у времени есть стрела, которую здесь Пол Дэвис провел различие между двумя тонкими типами

  1. Стрелка как асимметрия : эти процессы ведут себя неодинаково, когда t заменяется на -t. Множество примеров, включая CP-нарушения, уравнения затухающих волн или оптику, где некоторые сигналы сконструированы таким образом, что они ведут себя по-другому, если t заменяется на -t.

  2. (Психологический) повседневный жизненный опыт течения времени : который он и многие физики считали иллюзией, в то время как некоторые другие считали эмерджентным свойством времени.

Я также понял, что время часто используется в качестве параметра для отслеживания изменения состояния системы.

И в самом длинном ответе по этой ссылке упоминалось, как мы часто используем (почти) периодические события в качестве часов для измерения времени.

Поскольку лучший ответ из (A) упомянул следующее

Наше научное определение времени использует концепцию энтропии для систематизации изменений в пространстве, а энтропия говорит нам о существовании стрелы времени.

В стационарном состоянии ряд свойств может оставаться неизменным во времени (даже несмотря на то, что Вселенная в целом неуклонно увеличивает энтропию из-за 2-го закона термодинамики).

Таким образом, это вызвало вопрос

Если мы ограничимся стационарным состоянием и измерим некоторые свойства (следовательно, производство энтропии не может быть измерено, поскольку оно находится вне системы, а внутри системы чистое изменение энтропии равно 0, т. е. не меняется со временем), сможем ли мы сказать, сколько времени прошло, основываясь только на измерении этих свойств, которые не меняются со временем?

Или, другими словами, можем ли мы по-прежнему определять время внутри системы , если энтропия в системе остается неизменной?

Ответы (1)

Если мы ограничимся стационарным состоянием и измерим некоторые свойства

Стационарные состояния не существуют изолированно. Любая масса/тело, изолированная в космосе, будет излучать излучение черного тела, а ее термодинамические переменные будут изменяться и, таким образом, не будут находиться в «устойчивом состоянии».

(следовательно, производство энтропии невозможно измерить, поскольку оно находится вне системы, а внутри системы чистое изменение энтропии равно 0, поэтому не меняется со временем),

Полезно думать об энтропии в терминах статистической механики , как о происходящем из

энтропия - это логарифмическая мера количества состояний со значительной вероятностью занятости

В изолированном теле из-за множества взаимодействий между молекулами и излучением черного тела энтропия будет возрастать по мере увеличения числа микросостояний. Таким образом, можно оценить энтропию и измерить ее увеличение.

Можем ли мы сказать, сколько времени прошло, просто измеряя эти свойства, которые не меняются со временем?

То, что термодинамические свойства не меняются со временем, означает, что в систему подается энергия для уравновешивания излучения черного тела. Опять же, в общей системе (поставщик энергии и система, поставляемая) можно оценить энтропию, а также ее увеличение

Или, другими словами, можем ли мы по-прежнему определять время внутри системы, если энтропия в системе остается неизменной?

Это другой вопрос. Если энтропия неизменна, то время нельзя определить. Но для сохранения неизменной энтропии в подсистеме, как я уже говорил выше, необходимо подводить энергию, иначе за счет излучения черного тела энтропия изменится. Энтропию всей системы можно оценить и указать время.

Таким образом, вы имеете в виду, что если измеряемые термодинамические свойства находятся в устойчивом состоянии (и если мы не измеряем их в поставщике энергии), то мы не сможем измерить изменение количества микросостояний, поэтому не можем определить или сказать время на основании того, что мы измерили. Итак, чтобы определить изменение энтропии и, следовательно, определить время, нам также необходимо измерить термодинамические свойства источников энергии и фотонов в испускаемом излучении черного тела?
Таким образом, используя самый крайний случай равновесной системы, тепловую смерть Вселенной, тогда, поскольку все (включая излучение черного тела) находится в равновесии, ничего не меняется, поэтому мы не только не можем иметь стрелу времени, как упоминается некоторыми связанными вопросы, но мы также вообще не можем определить время (не говоря уже о течении времени, которое мы обычно ощущаем)?
Вам нужна модель тепловой смерти Вселенной, что с общей теорией относительности и т. д. — непростая задача. Проще представить себе кусок материи в пустоте. Его энтропия будет увеличиваться за счет количества покидающих его фотонов bb. В конце концов, кусок будет при 0 температуре, будет иметь в качестве предела 0 энтропию, и вся энтропия будет в волне фотонов черного тела, удаляющихся в бесконечность. Когда последний фотон уйдет, время остановится для куска
Только что увидел это последнее дополнение к предыдущему комментарию, спасибо