Второй закон термодинамики подразумевает линейную космологию?

Если применить второй закон термодинамики ко Вселенной[1] в целом, то можно ожидать, что энтропия Вселенной всегда увеличивается с течением времени (или, точнее, что энтропия никогда не уменьшается).

Но второй закон термодинамики основан на инвариантной физике обращения времени, так что можно было бы также ожидать, что энтропия Вселенной всегда должна увеличиваться при движении назад во времени.

Оба этих условия одновременно выполняются линейно расширяющейся космологией, так что масштабный фактор а ( т ) дан кем-то:

(1) а ( т ) "=" т т 0 ,

где т 0 настоящее время.

Согласно гипотезе ковариантной энтропии Рафаэля Буссо , будущая энтропия Вселенной ограничена площадью горизонта событий на расстоянии г е ( т ) предоставлено:

г е ( т ) "=" ∫ т 0 ∞ с   г т а ( т ) .

Подставляя уравнение (1) для линейной космологии в приведенное выше выражение, находим, что расстояние до горизонта событий, г е ( т ) , расходится логарифмически как т → ∞ . Таким образом, в линейной космологии будущая энтропия Вселенной не ограничена.

Точно так же прошлая энтропия Вселенной ограничена площадью горизонта частиц на расстоянии г п ( т ) предоставлено:

г п ( т ) "=" ∫ 0 т 0 с   г т а ( т ) .

Подставляя уравнение (1) для линейной космологии в приведенное выше выражение, находим, что расстояние до горизонта частицы, г п ( т ) , расходится логарифмически как т → 0 . Таким образом, в линейной космологии не ограничена и прошлая энтропия Вселенной.

Правильно ли это рассуждение?

Означает ли это, что такая линейная космология интересна, хотя текущие данные, кажется, указывают на ускоряющуюся Вселенную с конечной будущей энтропией?

Вселенная с конечной будущей энтропией приводит к странным гипотезам, таким как мозг Больцмана, поэтому кажется разумным рассмотреть другие альтернативы (см., например, последнее выступление Леонарда Засскинда).

1. Вместо «Вселенная» я должен был сформулировать свой аргумент в терминах причинной Вселенной, определяемой объемом внутри горизонта событий/частиц конкретного наблюдателя.

Ответы (1)

Правильно ли это рассуждение?

Нет.

Но второй закон основан на инвариантной физике обращения времени, так что можно было бы также ожидать, что энтропия Вселенной всегда должна увеличиваться по мере движения назад во времени.

Он не основан на других законах физики, он основан на граничных условиях. В ранней Вселенной, по крайней мере, в те времена, когда мы могли исследовать ее с помощью наблюдений, область размером не меньше нашего прошлого светового конуса имела энтропию намного ниже максимальной.

Оба этих условия одновременно выполняются линейно расширяющейся космологией[...]

Вы не привели никаких доказательств в поддержку этого утверждения, что является ложным.

Согласно гипотезе ковариантной энтропии Рафаэля Буссо, будущая энтропия Вселенной [...]

Нет, в этой статье ничего не говорится об энтропии Вселенной. Энтропия Вселенной бесконечна, если Вселенная бесконечна в пространстве.

Означает ли это, что такая линейная космология интересна [...]

Нет. Линейное расширение не является возможной реалистичной космологией по причинам, изложенным в моем ответе на ваш предыдущий вопрос .

[...] даже несмотря на то, что текущие данные, кажется, указывают на ускоряющуюся Вселенную с конечной будущей энтропией?

Текущие данные не говорят о том, что Вселенная имеет конечную или бесконечную энтропию. Это потому, что текущие данные не определяют, является ли Вселенная пространственно конечной или бесконечной. Если она конечна сейчас, она должна быть конечной и в будущем (поскольку ОТО не допускает изменения топологии). Аналогично для бесконечного случая.

Линейная космология может содержать материю при условии, что общее уравнение состояния имеет вид п "=" − р с 2 / 3 .
@JohnEastmond: Спасибо за исправление. Это правда. Я отредактировал свой ответ соответствующим образом.
Думаю, мне не следовало заявлять, что граница Буссо ограничивает энтропию Вселенной. Но он ограничивает энтропию внутри горизонта событий наблюдателя в ускоряющейся Вселенной.
Я не знаю, согласен ли я с вашим утверждением, что ОТО не допускает изменения топологии — формирование сингулярности, безусловно, является изменением топологии в большинстве интерпретаций. (хотя я согласен с большей частью вашего ответа и проголосовал за него)
Второй закон термодинамики подразумевает линейную космологию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v