Существует довольно широко распространенный аргумент, что второй закон термодинамики существует потому, что Вселенная зародилась в состоянии с низкой энтропией. Я пишу статью, в которой упоминается об этом (и должна быть закончена сегодня), но я понял, что не знаю, кто придумал эту идею. Так кто-нибудь знает оригинальную ссылку на это?
Моя статья уже отправлена, но мне все еще любопытно, откуда взялась эта идея. @Sundak ниже дает намек на то, что Больцман мог быть его создателем. Основываясь на этом и немного поискав, я смог найти его лекции по теории газа., § 90, в котором он говорит: «Что в природе переход от вероятного состояния к невероятному происходит не так часто, как обратное, можно предположить, предполагая очень маловероятное начальное состояние всей окружающей нас вселенной... ", что очень похоже на идею большого взрыва с низкой энтропией. Однако на самом деле он предполагает, что наша локальная область Вселенной в какой-то момент в прошлом перешла в состояние с низкой энтропией. Он предлагает это, потому что считает, что Вселенная бесконечна как во времени, так и в пространстве, подразумевая, что вселенная в целом должна находиться в тепловом равновесии. Затем он продолжает говорить, что на «расстояниях раз больше расстояния Сириуса», могут быть и другие цивилизации, для которых стрела времени указывает в противоположном направлении. Больцмана приятно читать. Но идея, которую он предлагает здесь, не совпадает с современным представлением о том, что Вселенная просто началась. находится в низкоэнтропийном состоянии.
Перескакивая вперед на многие десятилетия, в аннотации к своей статье 1979 года «Сингулярности и стрела времени» Роджер Пенроуз описывает приписывание второго закона граничным условиям Вселенной как часть «нормальной точки зрения». Я подозреваю, что ссылки в статье Пенроуза могут быть хорошим местом для поиска, но кажется, что в Интернете доступен только реферат.
Так что это сужает его до некоторого времени между 1896 и 1979 годами, но, вероятно, ближе к началу этого периода. Вполне может быть, что сам Больцман предложил эту идею в другой работе. Если у кого-то есть дальнейшее понимание, это было бы очень признательно.
Таким образом, это сужает его до некоторого времени между 1896 и 1979 годами.
Второй закон был известен Клаузиусу и тривиально подразумевает знание того, что энтропия в далеком прошлом была намного меньше, чем сейчас. (То есть, если можно применить это понятие ко вселенной в целом; см. ниже.)
Кажется, что Клаузиус прямо заявил (в 1856 г.) только об экстраполяции на далекое будущее, а не на далекое прошлое:
Энтропия Вселенной стремится к максимуму.
Это основано на очень неформальном и, следовательно, не совсем убедительном аргументе. Точно такой же аргумент «доказывает», что энтропия Вселенной началась с минимума.
С другой стороны, термин «большой взрыв» был придуман только в 1949 г., а фоновое микроволновое излучение, придававшее достоверность теории Большого взрыва, было открыто только в 1965 г. Таким образом, интервал неопределенности можно сузить до 1965–1979 гг.
В своей книге «Характер физического закона», Кембридж, Массачусетс, 1965, Фейнман говорит на стр. 116:
Я считаю необходимым добавить к физическим законам гипотезу о том, что в прошлом Вселенная была более упорядочена в техническом смысле, чем сегодня, — я думаю, что это дополнительное утверждение, которое необходимо, чтобы иметь смысл и сделать выводы. понимание необратимости.
Однако он не применяет его к началу Вселенной.
Поскольку Большой взрыв — это сингулярность, понятие энтропии при Большом взрыве в любом случае не имеет смысла. Непонятно даже, что должна означать энтропия всей вселенной и можно ли ее определить в любой момент времени. (Скорее всего, оно всегда будет бесконечным, согласно любому разумному определению.)
Таким образом, не совсем понятно, что вы просите.
Как вы и другие говорили, похоже, Больцману вполне можно приписать идею о том, что у Вселенной было низкоэнтропийное прошлое:
Второй закон будет объяснен механически с помощью предположения А (которое, конечно, недоказуемо), что Вселенная, рассматриваемая как механическая система, или, по крайней мере, очень большая ее часть, окружающая нас, возникла из очень невероятного состояния и все еще находится в невероятном состоянии.
(Из отрывка из « От вечности сюда» ( 1 )).
Однако фактическое отождествление Большого взрыва с этой низкоэнтропийной границей произошло явно позже. Возможно, эта идея была настолько естественной, что никто особо не высказывал ее в явном виде, но это также может свидетельствовать о предвзятости задним числом.
Вот один интересный промежуточный шаг: похоже, что первые приложения космологии к проблеме стрелы времени исходили в основном от сторонников стационарной космологии, на которых повлияла теория электромагнетизма поглотителя Уилера-Фейнмана. Дж. Хогарт в 1953 г. защитил докторскую диссертацию, в которой космологическое расширение было связано с нарушением симметрии поглотитель-излучатель ( 2 , 3 ), а Т. Голд в 1962 г. предположил, что увеличение энтропии (и, следовательно, энтропийная стрела времени) следует направлению в время, в течение которого Вселенная увеличивается ( 4). Я не могу найти никаких указаний на то, кто первым применил это конкретно к космологии Большого Взрыва. Но к тому времени, когда появились результаты реликтового излучения, оказалось, что эта идея была хорошо известна сообществу сторонников устойчивого состояния, поэтому, возможно, когда эта теория потеряла поддержку, она стала естественным направлением для ее развития. Сам Пенроуз, возможно, фигурировал в этой части: он присутствовал на конференции по космологии и стреле времени в 1963 году вместе с Фейнманом (который, как известно, настаивал на том, чтобы его называли Мистером X в ходе слушаний), Уилером и многими людьми с устойчивым состоянием. Но я не могу найти каких-либо соответствующих его сочинений того периода.
Вот некоторые ссылки:
Время и случай автора Дэвид Альберт
Стрела времени по высокой цене
Из вечности сюда Шон Кэрролл
Направление времени от HD Zeh
Физические основы асимметрии времени Пол Дэвис
Есть много других замечательных книг или статей на эту тему. Особенно в отношении основ статистической механики я видел две хорошие книги:
Дорога к демону Максвелла. МЕЙР ХЕММО и ОРЛИ Р. ШЕНКЕР.
Лоуренс Склар Физика и случайность.
Для начала я настоятельно рекомендую прочитать статью (разница между прошлым и будущим) Фейнмана (в книге Характер физического закона), который был одним из первых физиков, подчеркнувших низкое качество энтропии далекого прошлого или большого взрыва. чтобы оправдать наблюдаемые стрелы времени в космосе.
пользователь10574
Рон Маймон
Арнольд Ноймайер
Н. Дева
Амплитвист