Неужели все началось с состояния с очень низкой энтропией?

Как подчеркивал Пенроуз много лет назад, космология может иметь смысл только в том случае, если мир зародился в состоянии исключительно низкой энтропии. Начальная точка с низкой энтропией — основная причина того, что Вселенная имеет стрелу времени, без которой второй закон не имел бы смысла. Однако не существует общепринятого объяснения того, как Вселенная попала в такое особое состояние. Есть ли какие-то наблюдения, которые действительно говорят нам, что ранняя Вселенная была с малой энтропией? Действительно ли это утверждение согласуется с нашими теориями?

На вопрос, отправленный Qmechanic, есть ответ, который объясняет, что Пол Дэвис дал то, что я считаю полным и правильным объяснением, как продолжение теории инфляционной космологии. Когда Вселенная начинает раздуваться, начальным состоянием автоматически является очень низкая энтропия, и это фиксирует особенность начальных условий. Возможно, вы могли бы отредактировать вопрос, чтобы выделить части, ортогональные предыдущему вопросу.
@RonMaimon Какие возражения космологи склонны выдвигать против идеи о том, что инфляция представляет собой фазу де Ситтера и, следовательно, является максимальной энтропией? (В связанном вопросе вы упомянули, что в космологическом сообществе нет всеобщего согласия). Если для этого нужно больше, чем предложение или два, я подниму отдельный вопрос.
@twistor59: Я считаю, что им просто не нравится концепция космологии, определяемой причинным патчем. Если вы думаете о пространстве де Ситтера как о чрезвычайно бесконечном пространстве, вы склонны думать, что энтропийное содержание не ограничено, хотя с позитивистской точки зрения это бессмысленно. Причина, по которой картины причинно-следственной связи были отвергнуты, заключается в том, что большие шишки хотели вечной инфляции (я думаю, что за этим стоял Линде, но были и другие), а картины причинно-следственной связи несовместимы с вечной инфляцией, как многие люди сразу же поняли, когда был сформулирован голографический принцип.
@ twistor59: просто чтобы дать вам представление о концептуальных трудностях (они тривиально разрешаются на правильном изображении причинно-следственной связи), рассмотрим однородный газ в вечно расширяющемся пространстве де Ситтера. Вы можете искусственно собрать часть этого газа в черную дыру, и эта черная дыра просто будет двигаться вперед, никогда не исчезая в картине вечной инфляции. Итак, вы увеличили энтропию, создав черную дыру. Поскольку вы можете создать сколько угодно черных дыр в расширенном пространстве-времени, энтропия не ограничена. Это глупо, потому что энтропия определяется только в одном каузальном патче.
@twistor59: Идея вечной инфляции должна была быть немедленно раскритикована как абсурдная, потому что она несовместима с логическим позитивизмом --- она ​​создает математические модели, в которых большая часть Вселенной недоступна для измерений. Проблема в том, что логический позитивизм до сих пор тупо отвергают те наркоманы, которые правят современным миром. Нет никакой замены позитивизму как философии естествознания. Это единственная философская идея, которая на протяжении столетия служила источником правильной физики, правильной даже тогда, когда последствия были совершенно нелогичными.
@RonMaimon, спасибо, я понимаю, почему может быть разделение. (LOL @ stoners ! - может быть, должна быть новая область изучения "космология для вездесущих и всезнающих сущностей")
@twistor59: На самом деле я не думаю, что это разделение. Просто космологи некомпетентны. Это не должно быть сюрпризом.
Я не могу дать на это ответ, но я машу себе рукой, что в момент времени = 0 все пространственные измерения = 0 и существует масса M, возможно, собственное состояние космического вектора. Итак, есть одно микросостояние (0,0,0,0,...,M). При определении энтропии как пропорциональной логарифму числа микросостояний логарифм 1 равен нулю; и энтропия может только увеличиваться :) с тех пор. Я открыт для исправления.

Ответы (3)

Известно, что энтропия строго возрастает (в точном смысле положительного локального производства энергии) из-за множества диссипативных процессов в Природе. Это, пожалуй, самый тщательно проверенный факт в физике.

Как следствие, полная энтропия Вселенной (если этот термин действительно можно точно определить, что несколько сомнительно) должна была быть намного ниже в прошлом, как и в изолированной системе (а Вселенная по определению изолирована), общая энтропия тоже увеличивается.

Это не зависит от современных космологических моделей, но согласуется с ними.

С другой стороны, на вопрос, почему это так, ответить трудно. Возможно, вопрос спорный, так как полная энтропия во Вселенной тоже могла быть бесконечной, и в этом случае она всегда была бесконечной.

Чрезвычайно подробный, но все же очень читабельный ответ на этот вопрос можно найти в книге Шона Кэрролла «От вечности до настоящего времени». Это все об этой теме. У Кэрролла также есть пара лекций на ted.com, в которых рассказывается об основных моментах.

Когда мы смотрим в космос, мы эффективно оглядываемся назад во времени. Когда мы видим что-то на расстоянии 10 миллиардов световых лет, мы видим свет, который покинул это место 10 миллиардов лет назад. Таким образом, глядя на объекты, находящиеся на разных расстояниях, мы можем увидеть, как со временем изменилась Вселенная. Есть также космическое микроволновое фоновое излучение, которое дает нам самую прямую информацию о состоянии очень ранней Вселенной.

2-й закон термодинамики не работает, когда мы добавляем гравитацию к однородному бесконечному (*) ансамблю покоящихся частиц (с температурой 0°К).

Почему ?
Что, по вашему мнению, произойдет, если мы добавим небольшое возмущение (последствие КМ)?

Представьте себе обычный кристалл, в котором все частицы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, а затем одна частица удаляется от своего начального положения, образуя отверстие .
Отверстие будет расширяться, потому что все внешние частицы меньше притягиваются к центру отверстия, чем раньше.
Температура будет расти в массе оболочки снаружи отверстия, и отверстие будет расти ускоренным образом.

В реальной Вселенной такие дыры называются ПУСТОТАМИ , а на пересечении пустот образуются галактики.

В моем ответе на PSE-антигравитацию в бесконечной решетке точечных масс я показываю уравнения гравитационного поля и графики для этого сценария.

Там меня заминусовали, и я ожидаю того же сейчас, без аргументации, что типично для верующих, которые не принимают никаких доказательств, противоречащих их убеждениям.

(*) поскольку гравитационное поле растет со скоростью c , оно может быть только «достаточно большим».

Неужели все началось с состояния с очень низкой энтропией?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v