Какова энтропия Вселенной в момент Большого Взрыва? [закрыто]

Высокая энтропия обычно означает высокий беспорядок; и низкоэнтропийный низкий беспорядок; два парадигматических случая, которые иллюстрируют эти две возможности, — это газ для первого и кристалл для второго.

Так как Энтропия всегда увеличивается (в общем случае); ожидается, что энтропия в начале Вселенной должна быть минимально возможной.

Это означает, что его следует рассматривать как кристалл.

С другой стороны, поскольку Вселенная сжата до чего-то меньшего, чем атом; можно ожидать, что температура резко поднимется, и любая структура в материи, а возможно, и в пространстве, и во времени «расплавится»; и, следовательно, приблизиться к состоянию газа (возможно, здесь лучше подходит описание плазмы).

Как решить эти две возможности?

Позволяет ли здесь рассмотрение сингулярности, являющейся черной дырой, делать какие-то осторожные предположения?

Вот цитата из книги Фрэнка Вильчека «Легкость бытия» , которая может помочь поддержать поставленный выше вопрос:

Могло ли метрическое поле каким-то другим образом измениться (кристаллизоваться?) под давлением, например вблизи центра черных дыр? Мы знаем, что кварки образуют странные конденсаты под давлением...

В ББ нарушается теория относительности, а температура и плотность бесконечны. Неясно, применяется ли энтропия. Кристаллы и газы — это бессмысленные макроскопические структуры, когда вы говорите о такой сингулярности, как ВВ. Более того, «Беспорядок» — это плохая характеристика того, что на самом деле измеряется энтропией, и необоснованные спекуляции, подобные этим, как раз и являются причиной, по которой физики занимаются философией хлама.
Я извиняюсь, а почему это в философском SE, а не в физике?
Кажется, это не по теме, поскольку речь идет о физике, а не о философии.
@Goodies: потому что мне это кажется довольно спекулятивным; Я спрошу это в физике. SE, если я не получу здесь хороших ответов; но я бы сказал, что современная физика имеет некоторое пересечение с философией, как показывает статья SEP « Бытие и становление в современной физике ».
Я задал этот вопрос на мета о пересечении физики и философии
@Ryder: я задал тот же вопрос на Physics.SE; и мои «необоснованные домыслы», как вы выразились, не вызвали язвительных комментариев и собрали респектабельное голосование. Однако мне любопытно, почему вы считаете, что «беспорядок» — это плохая характеристика энтропии. Я изучал этот материал, но прошло двадцать лет, и, вероятно, с тех пор многое изменилось... не могли бы вы немного расширить? Я предполагаю, что под физиками, "разбрасывающими" философию, вы имеете в виду
Научные войны/дело Сокаля – о таких философах, как Лакан, Делёз, Деррида и Кристева – насколько я понимаю, хотя и смутно, они используют язык математики/физики по-новому; например, то, как Бадью использует математику как практику, а не платонически, как можно было бы предположить; или Делёз, использующий его символически (как в поэзии символистов). Это совершенно отличается от того, чем я здесь занимаюсь, и соответствует тому, что в древности называлось милетской космологией, в более поздние времена — натурфилософией, а в наше время — современной физикой.
Возможно, вы имеете в виду другое?
@MoziburUllah Я откажусь от «необоснованного»; это было полемично, и мои извинения. Что меня больше интересовало, так это задать этот вопрос философам, когда предмет больше связан с известными величинами в физике. Это вызывает необоснованные предположения, вот что меня беспокоит, и именно здесь «Научная война», как вы ее назвали (включая недавнее дело Краусса/Альберта или заявления Хокинга), продолжает точить зубы. Что касается «беспорядка», то в этом я руководствуюсь собственной книгой Альберта « Время и случай» . Понятие беспорядка расплывчато, но термодинамическая энтропия конкретна. Использование первого сбивает с толку.
@Dain: Извинения приняты. Возможно, «научные войны» немного сильны, когда в другом месте идут настоящие войны; и, учитывая количество голосов, которые он получил на сайте физики, это все равно был вопрос больше о физике; Я разместил его здесь из-за его спекулятивного характера.
@ryder: это может вас заинтересовать, учитывая ваши опасения, что тот же вопрос задает Пенроуз в своих «Циклах времени »: «Как может такое дико горячее, жестокое событие представлять состояние необычайно низкой энтропии» и о циклической/осциллирующей космологии Фридмана. , идея, которую, по его словам, «кратко заинтересовавшая Эйнштейна», вызвала у него «более серьезный вопрос об энтропии, поскольку это не оставляет возможности для постоянного увеличения энтропии».
Это были вопросы, над которыми я размышлял или, вернее, когда-то думал; Я еще не читал книгу Альберта, но когда-нибудь прочту, так как она выглядит хорошей.

Ответы (1)

Третий закон энтропии гласит, что «энтропия идеального кристалла при абсолютном нуле равна 0». Однако обоснование этого требует некоторых пояснений. Все уравнения, управляющие макроскопической энтропией, рассматривают энтропию как разность, а не как отдельное значение. Это очень похоже на то, как напряжение всегда обрабатывается как разница. Мы назначаем произвольное напряжение земли равным 0 В.

В отношении энтропии следует сделать более осмысленную ссылку. На микроскопическом уровне энтропия измеряется как логарифм отношения «микросостояний». Вы подсчитываете количество состояний, в которых может находиться система, сохраняя при этом наблюдаемую «структуру», делите это число на количество состояний, в которых система может находиться независимо от структуры, и логарифмируете полученное. Определив энтропию объекта с одним возможным микросостоянием как имеющую значение энтропии, равное 0, мы можем осмысленно соединить две системы. Так уж получилось, что идеальный кристалл при абсолютном нуле имеет ровно 1 действительное микросостояние с такой структурой, поэтому энтропия равна 0.

Теперь, по сути ответа

Вы не можете рассматривать аргумент "сжимания" до большого взрыва, потому что нет информации о том времени. Может быть, никакого сжатия вообще не было, оно могло просто возникнуть.

Есть некоторые ограничения, которые нужно иметь. Мы знаем из второго закона термодинамики, что энтропия всегда увеличивается со временем. Обратное, это позволяет нам понять, что Большой взрыв должен был иметь меньшую энтропию, чем сегодняшняя Вселенная, но это все равно не говорит нам того, что мы хотим знать.

Чтобы говорить об энтропии Большого взрыва, нам нужно использовать другое определение энтропии: мы должны использовать микросостояния. Перемотаем вперед на 10^-32 секунды; наука не очень удобное время моделирования до этого. В это время можно подсчитать количество микросостояний, доступных для этой детской вселенной.

Однако у нас есть проблема.

Теперь нам нужно определить, сколько микросостояний имели «структуру», необходимую нам для утверждения, что это был «большой взрыв после инфляционного периода». Чтобы ответить на это, нам нужно ответить на очень сложный вопрос: сколько возможных конфигураций Вселенной дает нам возможность ее наблюдать? Без этого числа мы не можем вычислить энтропию.

Хорошо, что вы разместили это на бирже стека философии. Этот вопрос является одним из пугающих вопросов философии и по сей день!

Вот полезный фрагмент из видео от MIT OpenCourseWare о вычислении количества возможных микросостояний . Они используют комбинаторный метод, называемый звездами и полосами , для расчета количества возможных микросостояний, а затем используют формулу энтропии Больцмана, чтобы найти энтропию.
Я не считал время до большого взрыва, а приближался к нему; так что это ограничивающий аргумент.
Какова энтропия Вселенной в момент Большого Взрыва? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v