Наука

Ответить в тред Ответить в тред
Check this out!
Всё что вы хотели знать о Вселенной, но стеснялись спросить №2 Аноним 11/04/21 Вск 10:42:39 5331171
7bd3d1938a24e2c[...].jfif 23Кб, 711x444
711x444
Энтропия — в термодинамике служит мерой необратимого рассеяния энергии, в статистической физике — мерой порядка, организованности системы. Чем меньше энтропия, тем более упорядоченна система; с течением времени система постепенно разрушается, становится неорганизованным хаосом с высокой энтропией. Все природные процессы идут в сторону увеличения энтропии, это второй закон термодинамики (Илья Пригожин, правда, считал, что идёт и обратный процесс, создающий «порядок из хаоса»). Законы термодинамики позволяют связать энтропию с температурой, массой и объёмом, благодаря чему её можно рассчитать, не зная микроскопических деталей строения системы.

Чёрные дыры породили проблему, заключающуюся в том, что вещество, имеющее огромную энтропию в коллапсирующей звезде или падающее на чёрную дыру, отрезается горизонтом событий от остальной Вселенной. Это приводит к уменьшению энтропии Вселенной и нарушению второго закона термодинамики. Решение проблемы нашёл Якоб Бекенштейн. Исследуя идеальную тепловую машину с чёрной дырой в качестве нагревателя, он вычислил энтропию чёрной дыры как величину, пропорциональную площади горизонта событий. Как ранее установил Стивен Хокинг, эта площадь во всех процессах, в которых участвуют чёрные дыры, ведёт себя аналогично энтропии — не убывает. Отсюда следовало, что они термодинамически представляют собой абсолютно чёрное тело очень низкой температуры и должны излучать.

Другая проблема возникла в космологии. Развитие в сторону увеличения энтропии предполагало, что конечное состояние должно быть однородным и изотропным. Однако таким же должно было быть и начальное состояние материи перед Большим взрывом, а её энтропия — наиболее велика. Выход найден в учёте гравитации как доминирующего фактора, приводящего к образованию сгустков материи. Низкоэнтропийным в таком случае будет именно высокооднородное состояние. По современным представлениям, это обеспечивается этапом инфляции Вселенной, приводящим к «разглаживанию» пространства. Хотя сгущения более упорядочены и их формирование уменьшает энтропию, это компенсируется ростом энтропии за счёт выделения тепла при сжатии вещества, а позднее — за счёт ядерных реакций.

Квантовая гравитация — теория квантованного поля, создающего тяготение. Гравитационное воздействие универсально (в нём участвуют все виды материи и антиматерии), поэтому квантовая теория гравитации — часть единой квантовой теории всех физических полей. Подтвердить (или опровергнуть) теорию путём наблюдений и экспериментов пока невозможно ввиду чрезвычайной малости квантовых эффектов в этой области.

Сингулярность — состояние Вселенной в прошлом, когда в чрезвычайно малом объёме была сосредоточена вся её материя, имеющая огромную плотность. Дальнейшая её эволюция — раздувание («инфляция»), расширение с образованием элементарных частиц, атомов и пр. — называется Большим взрывом.

Космологическая постоянная Λ — параметр уравнений гравитационного взаимодействия Эйнштейна, значение которого определяет динамику расширения Вселенной после Большого взрыва. Содержащий этот параметр член уравнения (космологический член) описывает распределение некоей энергии в пространстве, которая приводит к дополнительному гравитационному притяжению или к отталкиванию в зависимости от знака Λ. Тёмная энергия соответствует условию Λ > 0 (отталкивание, антигравитация).

Тёмная материя (скрытая масса) — гипотетическое вещество неизвестной природы, которое не взаимодействует (или взаимодействует очень слабо) с электромагнитным излучением, но создаёт поле тяготения, удерживающее звёзды и другое обычное вещество в галактиках.

Тёмная материя проявляется в эффекте гравитационного линзирования далёких объектов. Согласно оценкам, из неё состоит около 23% массы Вселенной, что примерно в пять раз превышает массу обычного вещества.

Тёмная энергия — некое гипотетическое поле, оставшееся после Большого взрыва, которое равномерно разлито во Вселенной и продолжает её ускоренно расширять в наше время. Она даёт около 70% массы Вселенной.

Парадокс Эйнштейна—Подольского—Розена (парадокс ЭПР) — предложенный в 1935 году мысленный эксперимент, необъяснимый с позиций квантовой механики. Суть его в следующем. В процессе некоего взаимодействия частица, имеющая нулевой спин, распадается на две со спином 1 и –1 по отношению к выбранному направлению, которые разлетаются на большое расстояние. Квантовая механика описывает только вероятность их состояния, известно лишь, что их спины антипараллельны (в сумме 0). Но как только у одной частицы зарегистрировали направление спина, оно тут же появилось и у другой, где бы она ни находилась. В настоящее время состояние таких пар частиц называют связанным или спутанным, парадокс подтверждён экспериментами, его объясняют наличием у частиц неких скрытых параметров и нелокальностью нашего мира. Нелокальность означает, что происходящее в данном месте может быть связано с процессом, идущим на большом удалении, хотя ничем, даже светом, они обменяться не успевают (то есть пространство перестаёт разделять объекты).

Теория раздувающейся Вселенной — модификация теории Большого взрыва путём введения в самом начале эволюции Вселенной этапа инфляции — чрезвычайно короткого интервала времени 10-35с, за который Вселенная колоссально расширилась (более чем в 1030 раз). Это позволяет и объяснить экспериментальные факты, которые не по силам классической теории Большого взрыва: однородность микроволнового фонового излучения; плоскостность пространства (его нулевая кривизна); низкая энтропия ранней Вселенной; расширение Вселенной с ускорением в настоящее время.

Она даёт теоретическое значение 70% для массы, соответствующей тёмной энергии, которое совпадает с экспериментальными значениями.
Аноним 11/04/21 Вск 10:45:40 5331192
загруженное (1).png 7Кб, 300x168
300x168
В Большом взрыве есть что-то очень странное. Эта странность тревожила меня несколько десятков лет. Большинство космологов по какой-то загадочной причине не обращают на неё внимания, но меня она всегда озадачивала. Эта странность связана с одним из самых широко известных физических начал — вторым законом термодинамики, который сообщает вам, что случайность — доля случайности — со временем растёт. Совершенно очевидно и логично, что если энтропия увеличивается в направлении будущего, то, если смотреть в прошлое, она должна уменьшаться и когда-то в прошлом — быть очень низкой. Следовательно, Большой взрыв должен быть очень высокоорганизованным процессом, с очень малым элементом энтропии. Однако одна из главных наблюдаемых на микроволновом фоне характеристик Большого взрыва заключается в том, что он чрезвычайно случаен, произволен по своему характеру. Вот кривая, показывающая спектр частот и интенсивность каждой частоты: если двигаться по этой кривой, то окажется, что она имеет случайную природу. А случайность — это максимум энтропии. Противоречие вполне очевидное. Некоторые считают, что это, возможно, связано с тем, что Вселенная тогда была маленькой, а сейчас стала большая, но это не может служить объяснением, и это поняли уже давно. Известный американский математик и физик Ричард Толмен понял, что расширяющаяся Вселенная — не объяснение и что Большой взрыв был чем-то особенным. Но насколько особенным, не знали до появления формулы Бекенштейна—Хокинга, связанной с чёрными дырами. Эта формула в полной мере демонстрирует «особенность» Большого взрыва. Всё, что можно увидеть на кривой, — рэндомно, имеет случайную природу. Но есть кое-что, на что вы просто не смотрите: гравитация. На неё непросто «посмотреть»: гравитация очень однородна, униформна. В её очень равномерно распределённом поле находится всё, на что вы обычно смотрите. Из этого следует, что у гравитации очень низкая энтропия. Это и есть самое невероятное, если угодно: есть гравитация, значит, есть низкая энтропия, всё остальное обладает большей. Как это можно объяснить? Раньше я предполагал, что эта странность лежит в области квантовой гравитации. Существует мнение: чтобы понять Большой взрыв, надо понимать и квантовую механику, и гравитацию, нужен способ совместить их, некая теория, которая бы дала нам новое представление о гравитации в рамках квантовой механики и которой у нас нет. Но квантовая механика и гравитация не могут объяснить этой гигантской асимметрии во времени, с которой я начал. Существует сингулярность Большого взрыва, которая характеризуется очень низкой энтропией, и сингулярность чёрных дыр, которая, напротив, обладает очень высокой энтропией. Но при этом Большой взрыв и чёрные дыры — две совершенно разные вещи. Это нуждается в объяснении. Я знаю, что существует теория раздувающейся Вселенной, некоторые говорят о специфике процессов в молодой Вселенной, но мне это никогда не нравилось в качестве объяснения.

Я внезапно понял, что объяснить характер Большого взрыва можно, если использовать модель бесконечного будущего — идея, которая получила Нобелевскую премию по физике в один из прошлых годов; там исследовали «тёмную энергию» (крайне, на мой взгляд, неудачное название). Насколько нам сейчас известно, эта модель хорошо объясняет эйнштейновскую космологическую постоянную, предложенную в 1915 году. Я понимал, что надо учитывать космологическую постоянную, но в целом считал, что дело не в ней. Я ошибался. Факты показали: как раз в ней.

По своему физическому характеру бесконечность очень похожа на Большой взрыв. Меняется только шкала: в одном случае маленькая, в другом — большая, остальное очень похоже. Гравитационные степени свободы в самом начале почти отсутствуют. Я знал это и прежде, но я не удосуживался связать одно с другим: Большой взрыв и бесконечность похожи. Так возникла схема, где Большой взрыв не даёт начало бесконечности, где она существует и прежде — как предыдущий цикл развития Вселенной (это называется эон) и где наше будущее очень похоже на Большой взрыв. Безумная идея заключается в том, что, возможно, наш Большой взрыв — это будущее для предыдущего эона.
Аноним 12/04/21 Пнд 06:23:23 5331673
Аноним 12/04/21 Пнд 07:33:18 5331714
>>533167
А ты что-нибудь понял изнаписанного?
12/04/21 Пнд 17:08:12 5331975
>>533171
Зачем понимать, если понятно, что написан бред, как обычно.
Аноним 13/04/21 Втр 20:01:24 5332996
>>533117 (OP)
> в статистической физике — мерой порядка,
Никогда не понимал этого определения. Что такое порядок с точки зрения физики? Только пожалуйста без ответов про внутреннюю энергию, я понимаю, что такое энтропия, мне непонятно именно это определение
Аноним 13/04/21 Втр 20:25:32 5333037
>>533299
Мера в смысле мера множества. Порядок это выделенное каким-то образом подмножество из множества. В статистической физике порядок задается набором микросостояний относительно макросостояний. Ну и мера порядка следовательно это какой "объем" из множества всех микросостояний занимает реализация данного макросостояния.
Аноним 14/04/21 Срд 03:00:27 5333528
>>533197
>Зачем понимать
Ясно.
Аноним 14/04/21 Срд 03:09:15 5333539
>>533197
>Зачем понимать
Ясно.
Аноним 14/04/21 Срд 15:03:22 53339210
>>533299
Каково же точное определение энтропии физической системы?

Мы уже знаем, что это некая мера явного беспорядка — но что означают такие не очень строгие понятия, как «явный» и «беспорядок»? Может возникнуть мысль, что энтропия — это величина, вообще не имеющая четкого физического определения. Кроме того, имеется еще одно обстоятельство, связанное со вторым началом термодинамики, которое еще в большей степени усиливает ощущение нестрогости обсуждаемого понятия: энтропия не остается постоянной и возрастает только в так называемых необратимых системах. Но что значит «необратимых»? На микроскопическом уровне, когда мы принимаем в расчет движения всех частиц, все системы оказываются обратимыми! Обычно мы полагаем, что падение стакана со стола и его разбивание, разбалтывание яйца или растворение сахара в кофе — суть процессы необратимые; в то же время, столкновения друг с другом небольшого числа частиц — процесс обратимый, так же, впрочем, как и вообще любой процесс, в котором путем некоторых ухищрений нам удается избежать превращения кинетической энергии в тепло. Термин «необратимый» служит нам, главным образом, лишь для указания на то, что проследить за микроскопическими движениями отдельных частиц или управлять ими было невозможно. Собственно, эти неконтролируемые движения и есть «тепло». Таким образом, может создаться впечатление, будто бы понятие «необратимости» обязано своим происхождением чисто «практическим» соображениям. Мы, конечно, и в самом деле не можем на практике отделить белок от желтка в разболтанном яйце, хотя подобная процедура и не противоречит законам механики. Поэтому возникает вопрос: а не будет ли все-таки наше определение энтропии зависеть от того, какие процессы практически осуществимы, а какие — нет?
Аноним 15/04/21 Чтв 09:32:29 53343711
>>533119
>В Большом взрыве есть что-то очень странное.
Может его и не было?
15/04/21 Чтв 17:53:55 53346712
>>533353
Ну ты пишешь бред на протяжении уже непервого треда. Бред, самая отборная бредятина состоящая из простого случайного комбинирования слов, смысла которых ты понять не в состоянии. Так что как было сказано раньше, это мусор и тред мусорный, тред одного мусорного сёмена, который думает, что думает.
Аноним 16/04/21 Птн 03:24:27 53348513
>>533467
А ты чего порвался на ровном месте?
Аноним 16/04/21 Птн 12:15:17 53350914
Да не БОМБИТ У [...].mp4 1073Кб, 1280x720, 00:00:07
1280x720
16/04/21 Птн 18:37:56 53351715
>>533485
Порвался неправильное слово. Скорее поражаюсь смеси высокомерства и идиотизма.
Аноним 17/04/21 Суб 05:46:09 53354916
бамп
Аноним 29/04/21 Чтв 18:22:14 53433217
>>533299
Какую-то хуйню тебе отвечают. Есть макросостояние А которое соответсвует любому из 5000 микросостояний a1, a2 ... a5000. Есть макросостояние B которое соответсвует любому из 2000 микросостояний b1, b2 ... b2000.

Если рассматривать A и B совместно, то общее количество микросостояний будет 5000 2000 = 10000000. Умножать стремно и неудобно - числа комбинаторные большие получаются. Вместо этого будем брать логарифмы SA = log 5000 = 8.5 , SB = log 2000 = 7.6. Логарифмы хороши тем что их вместо умножения просто складываешь. log(5000 2000) = SA + SB.

Энтропия - это вот этот логарифм числа микросостояний.

Аноним 29/04/21 Чтв 20:16:44 53433718
>>534332
А как быть для континуумальному множеству состояний?
Аноним 29/04/21 Чтв 20:18:11 53433819
^
Аноним 29/04/21 Чтв 21:08:29 53434020
>>534337
Во-первых нет такого слова "континуумальному".

Во-вторых в таком случае смотрят на распределение вероятности p(x) по переменной x. Энтропия считается так:
Sx = -∫dx p(x) log p(x)

В-третьих. Если у тебя две незвависимые переменные x и y с распределениями p(x) и q(y). То у них общая функция распределения должна быть произведением по отдельным переменным: P(x,y) = p(x)q(y)

Sxy = -∫dx dy P(x,y) log P(x,y) = .... = Sx + Sy

И в-четвертых. Если хочешь еще позадавать вопросы, то сначала покажи что можешь заполнить моготочие в предыдущей формуле.
Аноним 03/05/21 Пнд 02:35:25 53456221
>>534340
математик на моих дващах?
Аноним 03/05/21 Пнд 08:43:01 53457522
>>533119
Это значит что Вселенная раньше была такая упорядочная, а сейчас беспорядочная? Прямо как моя первая жена.
Аноним 03/05/21 Пнд 12:39:44 53458823
>>534562
Это физика, дебил.
Настройки X
Ответить в тред X
15000
Макс объем: 40Mб, макс кол-во файлов: 4
Кликни/брось файл/ctrl-v
Стикеры X
Избранное / Топ тредов