A világűr nem üres kutatási adatok szerint 1 köbcm, világűr átlag öt részecskét tartalmaz, ezt 1köbmm-es cső formájú tér gyanánt vizsgálva 1m. hosszú térrészben öt részecskét találunk. Vizsgáljunk most részecske átmérőjű világűr teret fényévnyi hosszban, tegyük fel, ha ebbe egy részecske esik, (most nem akarok nagy számokkal bíbelődni) akkor 12 milliárd fényévnyi hosszú térrészbe a valószínűség szabályai szerint 12 részecskét találunk. Ennyi részecskén küzdi át magát az a foton amelyik ilyen messziről érkezik hozzánk. A felkelő és a lenyugvó napból szemünkbe érkező fény valószínűleg ugyan ennyi részecskén verekedte át magát, mivel a sűrű légrétegen ferdén jutott el hozzánk.
A szakértelem, a tudás és a gyakorlat hiánya teszi igazán elbizakodottá a kóklereket és a crackpotokat, akik a mainstream jelzőt szitokszóként használják, mondván, ők is vannak olyan okosak, mint a többiek, akik ráadásul érthetetlen és elképzelhetetlen hülyeségeket beszélnek. Ez a fórum is kiváló gyűjtőhelye ezeknek.
Ráadásul a szakértelem, a gyakorlat és a többség tudata elbizakodottá teheti a mainstream álláspont képviselőit, mondván, ők értenek igazán a témához, s annyi tudós nem tévedhet. Márpedig tévedhet, s volt is (meg lesz is) rá példa...
"Erre szerintem képtelenség helyes választ adni, ugyanis van olyan eset, amikor a hiányosságok tévútra vezetnek, de olyan is, amikor új csapásirányt jelölnek ki."
Sajnos a tudás is vezethet tévútra, ha az összefüggéseket nem, vagy rosszul látjuk.
Amikor még nagyon keveset tud valaki az emberi vizsgálódás egy területéről, nyilván alig lehet képes felmérni hiányzó ismeretek valódi sokaságát. Ha erre figyelmeztetik, hajlamos azt a nagy okos bennfentesek gőgjének képzelni. Gyerekként átesik ezen mindenki, aztán lassanként egy-egy területen eljuthatunk odáig, hogy legalább körvonalazódjanak saját kompetenciáink határai, és viszonya az egészhez. De vannak akik úgy maradnak, s felnőtt fejjel is rettentő egyszerűnek képzelik a világ megértését. Hogy az ő zsenialitásuk számára nincsenek akadályok, nekik nem kell megtanulniuk megérteniük az addigi eredményeket, nekik elég a saját fejük, amivel rögvest felismerik, amin a többiek mindaddig hiába törpöltek.
Na, az ilyenek kezdik a dolgokat egy saját elmélet felállításával.
Ez nem valamiféle engedélyezés kérdése. A gravitációs potenciális energiát nem betiltották az áltrelben, hanem csak kiderült, hogy görbe téridőben általában nem lehet egyértelmű tartalmat adni neki. Mert függ a választott koordinátarendszertől is. Ha mondjuk a Naphoz kötött valamilyen koordinátarendszerben kiszámolhatunk is a Naprendszer bármely pontjára, vagy bármely azon túl lévő pontra valamekkora potenciális energiát, ez eltűnik mihelyst egy olyan kikapcsolt hajtóművű és nem forgó űrhajó rendszerében számoljuk ki, ami súlytalansági pályán halad el azon a helyen.
Mondhatná valaki, hogy miért baj ez? Ilyenek a vektorkomponensek is, amelyek nem abszolút hanem relatív mennyiségek, s át tudjuk transzformálni őket egyik rendszerből a másikba úgy, hogy maga a vektor (hossza és iránya) változatlan maradjon, csak a komponensei változnak. A relativitáselméletben ilyen az összes négyesvektor, az intervallum, a négyessebesség, a négyesgyorsulás, a négyeserő stb. komponensei. Sőt nem csak a elsőrendű tenzorok (vagyis a vektorok) komponensei, hanem ilyenek a magasabb rendű tenzorok komponensei is, így például a másodrendű elektromágneses mezőtenzor 6 komponense (vagyis az E meg a B 3-3 komponse). Vagy a szintén másodrendű energiaimpulzus tenzor 10 komponense (vagyis az energia 1, az impulzus 3, továbbá az impulzusáram 6 komponense).
De a gravitációs potenciális energiát leíró (és másodrendű tenzornak látszó) 16 elemű szkéma nem valódi tenzor, mert van olyan koordinátatranszformáció ami egyszerre eltűnteti az összes komponensét. Egy valódi tenzorral ezt nem lehetne megcsinálni (hasonlóan ahogy egy valódi vektorral se). Egy nullába transzformálható szám n-es, vagy szám nxn-es, (s így tovább) nem vektor, nem tenzor, lévén, hogy nem lehet hozzá koordinátarendszertől független egyértelmű mértékeket rendelni.
Miben állnak egy valódi tenzor egyértelmű mértékei? Kezdjük a vektoroknál! a normájuk (hosszuk) és az irányuk. A hossz meghatározását adó Pitagorasz formulát mindenki ismeri. Az irányt úgy lehet koordinátarendszertől függetlenül meghatározni, hogy vesszük a kérdéses vektor skalárszorzatát a vektortér összes vektoraival. Ezeknek a skalároknak kell változatlannak maradniuk koordinátarendszer váltáskor. A másodrendű tenzor invariáns skalárjait pedig úgy kapjuk, ha vesszük a tenzor szorzatait a vektorok összes párjaival. Ezeknek a számoknak kell változatlanoknak maradniuk koordinátarendszer váltáskor.
Miközben az áltrelben az anyagi kölcsönhatások energiaimpulzus tenzorai valódi tenzorként transzformálódó mennyiségek, a gravitációs (potenciális) energia pszeudotenzora nem transzformálódik tenzorként. De ez nem okoz semmi problémát, ha észben tartjuk, hogy például a tér skalárgöbületében tárolódó energia nem ugyanolyan abszolút értelemű mennyiség, mint mondjuk az elektromágneses mezőben tárolódó energia. Hisz az a gravitációs energia el fog tűnni, ha a jelenséget olyan rendszerben írjuk le, aminek görbe koordinátái épp követik a kérdéses skalárgörbületet. Így bizonyos speciális esetektől eltekintve általában nincs is értelme a gravitációs energia nagyságát összevetni más energiaformákkal. Akkor se, ha ismeretterjesztő könyveiben ezt még Hawking is megteszi. És azt se tudta soha senki hitelt érdemlően végigszámolni, hogy az Univerzum története során az összes kölcsönhatási energiát mindvégig épp kiegyenlítette volna a negatív gravitációs (potenciális) energia, teszem azt a CMB-hez kötött koordinátarendszerben kiszámolva. Ez csak egy megigéző felvetés.
"Azt is simán meg tudja magyarázni, hogyan lesz a semmiből valami (akár egy egész világegyetem), "
.
A magyarázattal nekem az a gondom, hogy az általános relativitáselméletben tudtommal nincs engedélyezve a potenciális energia fogalom használata, ám kozmológia tárgyú cikkekben mégis emlegetik:
* ... Ámde hogyan jöhetett elő ez az iszonyatos mennyiségű anyag és energia a semmiből?
A válasz: Sehonnan! Az elméleti fizika szerint ugyanis a világegyetem teljes nettó energiai tartalma voltaképpen zérus, és zérus volt az ősrobbanáskor is.
Az univerzumban van valamennyi tömegekben összesűrűsödött energia (Einstein E=mc2 képlete szerint), valamennyi sugárzási energia, hőenergia, mozgási és egyéb energia, továbbá a galaxis közi térben a sötét anyagban és sötét energiában is található számottevő energia. Van azonban az Univerzumban még potenciális energia is. Ez azonban negatív energia, amelynek a mennyisége annyi, hogy az energiák összege éppen zérus. ...*
Láthatod, constructnak az a baj, ha valakinek önálló gondolatai vannak. Számára akkor nincs baj, s azt szereti, ha ő magyarázza el, hogy hogyan kell érteni a dolgokat, mármint a fősodorbeli álláspontot. Mert hát ez egy szakma, s csak a szakmabeliek tudhatják a tutit...
Azt is simán meg tudja magyarázni, hogyan lesz a semmiből valami (akár egy egész világegyetem), s miért fehér, ami fekete; nevezetesen miért rendezetlen az, ami tulajdonképp rendezett.
Azért szerintem az önálló gondolkodás nem külön szakma, ezt bárki, bármikor gyakorolhatja, s nem kell hogy mindent elhiggyen az önjelölt tudós potentátoknak. Látom, te is így vagy vele.
/Sürgős munkáim miatt csak korlátozottan tudok mostanában fórumozni. Most Zágrábba tervezünk egy 8 km-es új villamosvonalat (már eddig is sok mindent elárultam magamról, úgy hogy mindegy)./
"Miért baj, ha valaki összerendezi az ismereteit valamilyen egésszé? Minden normális ember ezt teszi..."
Erre szerintem képtelenség helyes választ adni, ugyanis van olyan eset, amikor a hiányosságok tévútra vezetnek, de olyan is, amikor új csapásirányt jelölnek ki.
Hasonlatképpen vegyünk egy meglehetősen hiányos mozaikképet, melyet az emberi képzelet hiánytalanná egészít ki. Egyesek szerint a képen egy okos hülyéskedik, mások szerint egy hülye okoskodik. :)
"De most látom, hogy sokkal nagyobb a baj. Neked saját elméleted van"
Miért baj, ha valaki összerendezi az ismereteit valamilyen egésszé? Minden normális ember ezt teszi... Lehet - sőt valószínű - hogy több sebből vérzik, de ezzel nem vagyok egyedül.
"Ezt kéne csak megérteni: az egymást vonzó elemek rendszere nem azonos az iskolában tanult klasszikus gáztartályos példával, és így nem igaz rá az a intuitív rendezettség-fogalom, amire az iskolában az entrópiát és a termodinamikát alapozták."
Nem a tömeg görbít néha ellenkezőleg. A tömeg csak pozitív lehet. A nyomás viszont lehet negatív is. És akkor ellenkezőképp görbít, mint az energiaimpulzus tenzor pozitív komponensei.
Tegnap a 867-ben még azt hittem, csak kevés az ismereted és azt is kavarod. De most látom, hogy sokkal nagyobb a baj. Neked saját elméleted van! És most azt próbálod nekünk elővezetni. Mondd, valóban fizikai érvelésnek gondolod ezt a sok sületlenséget? Vagy netán filozófiának? Nemrég ugyanis valami olyasmit írtál, hogy nem értesz se a fizikához, se a matematikához, így számodra egyedül a filozófiai megközelítés marad. Hát itt filozófiáról sincs szó, inkább csak néhány fizikából ellesett szóval fűszerezett halandzsáról.
Köszönöm a válaszokat, de nemhogy élesen, inkább egyre homályosabban látom a dolgokat.
Például: minden energiaforma gravitál, a tömeg vonz, görbíti a teret, de van, hogy ellenkezőleg görbít, vagyis taszít. Olyan ez a téridő, mint a medve szájában ficánkoló lazac. Még egyszer köszönöm az okítást, de jobb, ha itt befejezem, mert átesek, mint a túl lassú repülőgép.
Pusztán csak arról van szó, hogy ha a rendszer elemei között vonzó gravitáció van, akkor a homogén anyageloszlás a legkisebb entrópiájú. Ezt bemutattam mikroállapotok számán keresztül, állapotok valószínűségét követő folyamatokon keresztül, a téridő geometriájának rendezettségén keresztül, és most az energiaformák rendezettségéből kiindulva. Ezt kéne csak megérteni: az egymást vonzó elemek rendszere nem azonos az iskolában tanult klasszikus gáztartályos példával, és így nem igaz rá az a intuitív rendezettség-fogalom, amire az iskolában az entrópiát és a termodinamikát alapozták.
Az meg, hogy az univerzum miért tágult ki, két-három hozzászólással korábban lett leírva: hamis vákuumállapotú skalármezők nyomása negatív, és mivel az áltrel egyenleteiben a térgörbítésbe a nyomás is beleszámít, a negatív nyomás tértágulást okoz.
Amiről mi az entrópia és a valószínűtlenül rendezett homogén anyageloszlású korai univerzum kapcsán beszélünk, az jóval az inflációs kor után történt, amikor is a hamis vákuum energiájából "hagyományos" részecskék és sugárzás jött létre, homogén eloszlásban.
"Vigyázat, itt gáz van! A relativitáselmélet ugyanis nem tartalmazza/használja a "helyzeti energia" fogalmat - az valami okból ki lett belőle hagyva."
Szerintem Roger Penrose eléggé érti a relativitáselméleteket (vagy mondhatjuk úgy is, hogy keni-vágja), hogyha azt állítja, hogy gravitáció esetén a homogén anyageloszlás a legkisebb entrópiájú és legvalószínűtlenebb állapot, akkor az úgy is van.
Én csak ezt a fizikai ismeretet próbálom valami laikusok számára is meggyőző formában lefordítani. Na, ezért került bele ebbe a magyarázatba a mozgási és a helyzeti energia viszonya. De ha visszaolvasol, akkor láthatod, hogy a szóban forgó fizikai tényt legalább még három másik elvből kiindulva is bemutattam.
- „egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
- „Itt idézted a lényeget!
Ebben van a megértés kulcsa: "egyre nagyobb valószínűségi állapotokba igyekszik áttérni".”
Idáig legalább már értem. - Azt hiszem…
Amit a gravitációt is tartalmazó entrópiáról írtál (végre) egy tökéletesen érthető magyarázat.
Azonban további gondolatokat ébresztett bennem:
„Van tehát egymástól adott távolságra két dV térfogatú "elemünk", amelyek mivel tömeggel (energiával) rendelkeznek, vonzzák egymást, és helyzeti energiájuk van egymás gravitációjában.”
Igen ám, de ők egy rendszer alkotói, s nem tekinthetünk rájuk úgy, mintha a többi alkotó nem is létezne. Más szóval; Te a kettejük vonatkozási rendszerét veszed alapul, holott az egész rendszert kell figyelembe venni.
Ui. Amennyiben axiómaként elfogadjuk, hogy az anyag jelenléte görbíti el a teret, s a gravitáció ennek a görbületnek a következménye, akkor máris egészen más képet kapunk.
Tételezzük fel, hogy az Univerzum első közelítésben gömb alakú, melynek metszete egy kör.
Azokra a részecskékre, melyek a kör kerületén vannak csak befelé és oldalirányból hatnak gravitációs erők, melyeket jellemző vektorok hegyei egy nyújtott tojásdad-alakú görbét rajzolnak meg úgy, hogy a "hegyes" vége a középpont felé mutat, miközben a görbe az ellenkező oldalán helyezkedik el a részecske a tojásdad-alak szimmetriatengelyén, amely egybe esik a kör sugarával. Ahogy sugárirányban haladunk a gömb középpontja felé, ez a tojásdad alak egyre inkább körhöz fog hasonlítani, s a részecske is mindinkább ennek a görbének a középpontja felé „tolódik”. (hiszen most már minden irányból hatnak rá erők.) A kör középpontját elérve minden irányból azonos erők hatnak a részecskére, amelyek eredője nulla kell, hogy legyen.
Nos, a tér görbületének követnie kell ezeket az erőviszonyokat, amiből egy kvázi gyűrűalakot kapunk, középen egy pontszerű „gravitációs tér-lyukkal”. (Ez a „tér-lyuk” további gondolatokat ébreszt, de ebbe ne menjünk bele)
A gömbön kijelölt két térrészben lévő részecskékre ható tojásdad-alakot megrajzoló erővektorok halmazában benne van a kölcsönösen egymásra ható erők vektora is, így az külön nem befolyásolja a középpont felé mutató eredő erőt.
Következésképp a dV térfogatú "elemünk" – ha az egészhez viszonyítva nagyságrendekkel kisebb, - akkor abban minden alkotójára elhanyagolható különbséggel ugyan az az erő hat, legföljebb a középpontból mért távolságuk szerint az egyik „elemben” nagyobb, mint a másikban. De ezek az erők (az eredő!) nem egymás felé, hanem a középpont felé mutatnak. A tér görbületét a homogén elrendezésű anyag együttesen határozza meg, s nem annak egy-egy kisebb egysége, „eleme”.
Ennek megfelelően helyzeti energiájuk is az egész középpontjának vonatkozásában értelmezhető, s nem egymás között.
„Az univerzum kezdeti pillanataiban olyan magas volt az energiasűrűség, hogy ez a helyzeti energia sokszorosan meghaladta az egyedi részecskék összesített mozgási energiáját.”
Mégis létrejött a tágulás, méghozzá rendkívüli intenzitással, legyőzve a gravitáció (térgörbület) összetartó erejét. Felvetődik a kérdés, mi volt ez az erő, ha az nem a részecskék mozgási energiájából származtatható?
A Nap is felfúvódna, ha a gravitációval egyensúlyt tartó belső hőenergián kívüli fölösleget nem sugározná szét. A kezdeti Univerzum viszont nem sugározhatta sehova...
„az univerzum homogén-sima anyageloszlású kezdeti állapotában nem volt elhanyagolható a gravitáció okozta helyzeti energia úgy, ahogy a klasszikus gáztartályban eleve kihagyják a számításból.”
- A gravitáció ellen ható, talán (több) nagyságrenddel nagyobb erőnek kellett dominálni ahhoz, hogy a felfúvódás oly hirtelen végbemenjen.
- A klasszikus tartály ezzel együtt – szerintem – érvényes az Univerzum egészére nézve, hisz’ a tartály falát a gömb felszíne, s az ott tapasztalható legnagyobb gravitációs erő befelé mutató iránya - a térgörbület - képezi. Maximum annyi a különbség, hogy ez a gömb-tartály rugalmas, s mint egy lufi a belső erőknek engedve tágul.
Tehát a kezdeti Univerzum entrópiája magas kellett, hogy legyen a gravitáció és a belső erők aránytalansága, s ezek egyensúlyra-törekvése okán. + A hűlés is entrópiacsökkenést jelent.
- A táguló és lehűlő Univerzumban mindenképp csökken az entrópia akkor is, ha a gravitáció miatt egyébként növekedne. Ui. a gravitáció miatt csak akkor beszélhetnénk entrópia növekedésről, ha melegedne (összehúzódna) az Univerzum. Azt nem tudom értelmezni, hogy az entrópia egyszerre nő is, meg csökken is egy adott rendszer egészére vonatkozóan...
Az inflaton mezőnek vagy Higgs mezőnek nincs tömege, a Higgs részecskéknek viszont van. A Higgs részecske a Higgs mező egy gerjesztése, hasonlóan, mint ahogy a foton egy gerjesztése a fotonmezőnek (a másodkvantált elektromágneses mezőnek), vagy ahogy az elektron egy gerjesztése az elektronmezőnek. Másrészt a Higgs mező ad tömeget az összes részecskének, kivéve magát a Higgs részecskét, neki ettől a mechanizmustól függetlenül van tömege. De egyedül a Higgs részecskének van ilyen saját jogú tömege.
Attól, hogy a Higgs mezőnek nincs tömege, még gravitál, vagyis görbíti a téridőt. Hisz az áltrel szerint nem csak a tömeg gravitál, hanem bármilyen más energiaforma is, sőt az energia áramlása még külön is gravitál. Mint ahogy gravitál az impulzus, meg az impulzus áramlása is. Ezért gravitál a tömegtelen elektromágneses sugárzás, azaz a fény is. De például az x irányú impulzus x irányú áramlásának másik neve: pxx nyomás, És hasonlóan vannak a pyy, és pzz nyomások, és vannak olyan Txy stb. nyírófeszültségek is, amelyek nyilván egy x irányú impulzus y irányú áramlásai. Más szóval mondva tehát a nyomások és a mechanikai feszültségek is gravitálnak.
A Higgs mező különlegessége, hogy a nyomásai negatívok, ami ellenkezőképp görbíti a téridőt mint ahogy egy pozitív nyomás (és pozitív energia) görbíti. Sőt a Higgs mező nyomásai annyira negatívok, hogy nagyobb ellenkező görbületet hoznak létre, mint amennyit az energiája. Ez abban mutatkozik meg, hogy az infláció alatt nem lassuló, hanem gyorsuló az Univerzum tágulása. Sőt brutálisan gyorsuló! Az infláció végére viszont a Higgs mező energiája átalakult forró sugárzási energiává, más szóval, a fotonmező gerjesztésével létrehozta a fotonokat. Aztán a többi elemi részecskéket is.
Ma a Higgs mező energiája mindenütt csak a zérusponti energiaértéken fluktuál. De a Higgs mező másik különlegessége, hogy zérus energiához nem zérus mezőérték tartozik. Tehát a kettő között nem monoton növekvő összefüggés van, mint például az elektromos mező értéke és energiája között. Nulla mezőértékhez pozitív energia, és nulla energiához nem nulla mezőérték tartozik. Tehát ma nincs ugyan energiája (csak zérusponti) de van nem nulla mezőértéke, ami létrehozza a többi részecske tömegét. Más szóval a Higgs mező ma sehol sem gerjesztődik, vagyis sehol sincsenek Higgs bozonok, kivéve az olyan extrém helyeket, mint az LHC ütközési zónái.
A Higgs-mezőnek nincs tömege. Sőt jelenleg mivel valódi vákuum-állapotban van, az energiaszintje is nulla. Úgyhogy ezzel nem kell foglalkozni a gravitációnál.
Az inflaton-mező egy hipotetikus skalármező, amely hamis vákuum-állapotban van. Persze akár azonos is lehet egy hamisvákuum Higgs-mezővel, de ez nem törvényszerű. A hamis vákuum-állapotban lévő mezők energiaszintje definíció szerint magasabb a nullánál, azonban van itt még egy érdekes kvantumfizikai összefüggés. A hamis vákuum-állapotban lévő mezők energiasűrűsége nem nulla (görbíti a teret), viszont negatív nyomása van! És mivel az általános relativitás Einstein-féle téregyenleteiben jobboldalt az energia-impulzus tenzort nem csak az energiával (tömeggel) és a különböző irányú impulzusokkal kell kitölteni, hanem bele kell írni a különböző irányú nyomást és a nyírófeszültséget is, előfordulhat az az eset, hogy egy hamis vákuum-állapotú mező energiája nem elegendő ellensúlyozni a negatív nyomás "szétfeszítő" hatását. Azaz egy hamis vákuum mező a tér inflációs tágulását okozhatja. Röviden: a dolog jóval bonyolultabb annál, hogy valaminek tömege van, és akkor vonz.
„Egy rendszer makroállapotának termodinamikai valószínűsége az illető makroállapothoz tartozó lehetséges mikroállapotok száma. Egy magára hagyott zárt dinamikus fizikai rendszer entrópiájának spontán növekedése ezért azt jelenti, hogy a rendszer egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
Itt idézted a lényeget!
Ebben van a megértés kulcsa: "egyre nagyobb valószínűségi állapotokba igyekszik áttérni".
Mindenki - aki ebben a témában cáfolni próbálja a Penrose-Hawking féle gravitációt is tartalmazó entrópiát - egyszerűen elfeledkezik arról, hogy a klasszikus termodinamika keretében tanult és a klasszikus gáztartállyal szemléltetett entrópia esetében a rendszert alkotó elemek (esetünkben gázmolekulák) RUGALMAS ÜTKÖZÉSSEL lepattannak egymásról! Azaz a kölcsönhatásaik során csak össze-vissza csereberélik az impulzust, és ugyanazt a mozgási energiamennyiséget osztják el újra egymás között pillanatról-pillanatra.
Ehhez képest viszont ha az elemek vonzzák egymást (és ezt nem tudom elégszer kihangsúlyozni, és elég vastagon aláhúzni!), akkor a rendszerben már ab ovo helyzeti energia is van, és a "rendezett" helyzeti energiából már eleve "kissé rendezetlenebb" mozgási energia jöhet létre, és ha még valamiféle fékező hatású kölcsönhatás is van az elemek között - hogy csomósodhassanak - akkor a végén a "leg-rendezetlenebb" hőenergiává válik az energia egy része.
Azt meg, hogy az egymás gravitációjában lévő elemek természetüknél fogva hajlamosak arra, hogy ne maradjanak ebben a kiegyensúlyozott és valószerűtlen helyzetben, már Newton és kortársai felfedezték: erről szól a Bentley-paradoxon! A tömeggel rendelkező elemek rendszerében éppen az a leg-valószerűtlenebb állapot, hogy ha azok homogén eloszlásban töltik ki a teret! Ennél bármely "csomósodott" állapot sokkal de sokkal valószínűbb az ilyen elemekre. Erről szól az egész vita! Az univerzum egy nagyon homogén és sima anyageloszlású állapotban született, ami még akkor is valószínűtlenül alacsony entrópiának számított, hogy akkoriban az egy elemre jutó átlagos mozgási energia millió fokos hőmérsékletnek felelt meg. (És klasszikus - gravitáció nélküli - leírásban ez lenne a legnagyobb entrópiájú állapot.) És hogy miért számított annak? A válasz a helyzeti és a mozgási energiában van.
A klasszikus gáztartályban csak és kizárólag mozgási energiái vannak a részecskéknek. Az univerzum kezdeti állapotában is ugyanígy volt mozgási energiája az egyedi részecskéknek, de ha kijelölünk egymástól adott távolságra két dV elemi térfogatot, statisztikailag azt tapasztaljuk, hogy hiába nyüzsögnek a részecskék, amennyi dt idő alatt kimegy a térfogat határoló felületén, ugyanannyi be is jön: a térfogat össztömege dinamikusan állandó. Van tehát egymástól adott távolságra két dV térfogatú "elemünk", amelyek mivel tömeggel(energiával) rendelkeznek, vonzzák egymást, és helyzeti energiájuk van egymás gravitációjában. Az univerzum kezdeti pillanataiban olyan magas volt az energiasűrűség, hogy ez a helyzeti energia sokszorosan meghaladta az egyedi részecskék összesített mozgási energiáját. Ebből pedig az következik, hogy akkoriban hiába forró gáz töltötte ki az univerzumot, a helyzet éppenhogy nem volt a klasszikus gáztartályhoz hasonló, mivel az egyedi mozgási energiák - amire a klasszikus példa alapul - eltörpültek a helyzeti energia mennyiségéhez képest: az univerzum homogén-sima anyageloszlású kezdeti állapotában nem volt elhanyagolható a gravitáció okozta helyzeti energia úgy, ahogy a klasszikus gáztartályban eleve kihagyják a számításból.
"Az Univerzum entrópiájának növekedésére egy lehetséges változatot el tudok fogadni, nevezetesen, hogy az anyagi részek folyamatos kisugárzással energiává alakulnak vissza"
. . . több dolgok vannak földön és égen, mintsem bölcselmetek álmodni képes . . .
Másrészt valójában úgy történt, hogy az infláció után először sugárzás dominálta az Univerzumot, s csak ezt követően került túlsúlyba a tömeges anyag. Ennek okairól és következményeiről is olvashatsz az ajánlott linken.
"Az egész Univerzumra vetítve közömbös, hogy honnan hova vándorol az energia, mert a rendszerben marad"
Nagyon is számít, ha az energia alacsony-entrópiájú formákból magas entrópiájú formába (hő) vándorol.
"Ezek szerint egy konzervdoboznak is nagy az entrópiája?"
Egy konzervdoboz tartalmát százféleképp ki lehet kutatni, a fekete lyukét természeti törvény akadályozza. Összesen 3 számadat, a tömege, a perdülete, és az elektromos töltése kimeríti a tulajdonságait. A belehullott anyag és sugárzás minden egyéb adata elvész.
"Az persze egy más lapra tartozik, hogy ha a fény nem képes elhagyni a fekete lyuk szingularitását, akkor egy szintén elektromágneses hősugárzás miképpen képes erre. . ."
Egy speciális kvantumgravitációs effektus által, aminek utána kellene nézned.
„A rendezettség, az alacsony entrópia végső forrása maga az Ősrobbanás kell, hogy legyen.”
Így van! Annak ellenére, hogy te láthatóan fordítva képzeled. Nézz utána például az ajánlott linken, miként származhatott ez az első 10-32s végére lejátszódó inflációból.
De nem is folytatom, szétszálazhatatlan ez a sokirányú félreértés illetve ismerethiány.
Hidd el, ez egy szakma, aminek eszközei a precíziós kozmológiai mérések, a részecskefizikai kísérletek és a matematika. Meg kell őket érteni és tanulni, ezt nem tudod helyettesíteni bevezető szintű fizikai ismeretekre építő filozófiai megfontolásokkal.
"Gravitációs szabadsági fokok jelenlétében az entrópia növekedése egyáltalán nem a rendezetlenség ilyen egyszerű értelemben vett növekedésben nyilvánul meg. Hanem épp ellenkezőleg. Így van már a gravitáció Newtoni tárgyalása esetén is, és még inkább az áltrelben."
Lehet, igyekszem utánanézni...
Az Univerzum entrópiájának növekedésére egy lehetséges változatot el tudok fogadni, nevezetesen, hogy az anyagi részek folyamatos kisugárzással energiává alakulnak vissza, egy homogén, struktúra és csomómentes állapottá.
Persze, ez csak akkor igaz, ha közben nem keletkezik valami módon legalább annyi anyagi részecske, mint amennyi energia formájában szétsugárzódik.
"Te is elolvashatnád a 844-be beidézett magyarázatot Brian Green-től."
Biztosítalak, hogy minden hsz-t elolvasok, (ezt is olvastam, csak már miután megírtam a hozzászólásomat) mert szeretném megérteni ezt a nem is olyan egyszerű kérdést.
Néhány gondolatot a jelzett hsz-hez:
„Hasonlóképpen, a kezdetben diffúz gázfelhő esetében azt találjuk, hogy a csomókba rendeződéssel járó entrópiacsökkenést több mint egyensúlyozza a gáz összehúzódásakor keletkező hő, valamint végül a nukleáris folyamatok beindulásakor felszabaduló jelentős mennyiségű hő és fény.”
Ezzel az a baj, hogy nem az Univerzum egészéről, mint zárt rendszerről szól, hanem egy galaxisról, mely nyílt rendszerű.
Az egész Univerzumra vetítve közömbös, hogy honnan hova vándorol az energia, mert a rendszerben marad, így csak azzal a ténnyel kell számolnunk, hogy a struktúra differenciálódik, azaz valamilyen rendező elv (természeti-fizikai törvények) szerint szerveződik, rendeződik.
„Ellentétben tehát a szokásos csillagokkal, a fekete lyukak megtartják az összes entrópiát, amit termelnek: erős gravitációs csapdájukból egy csepp sem menekülhet.”
Ezzel kapcsolatban idézek az alábbi cikkből:
„A fenti időszakban végzett elemzések vezették el Hawkingot az entrópia és a hőcsere klasszikus kapcsolatának alkalmazásával ahhoz a felismeréshez, hogy a fekete lyukakkal hőmérséklet és a hőmérséklethez termikus sugárzás társítható. Ez a hőmérséklet fordítva arányos a fekete lyuk tömegével. Minél kisebb tömegű a fekete lyuk, annál gyorsabban sugározza szét energiáját.”
(Az persze egy más lapra tartozik, hogy ha a fény nem képes elhagyni a fekete lyuk szingularitását, akkor egy szintén elektromágneses hősugárzás miképpen képes erre…)
Egy gyöngyszem:
„Mivel a fekete lyuk belsejébe nem látunk be, alkotórészeinek – bármik is legyenek azok – semmilyen lehetséges átrendezését nem tudjuk észlelni, ezért maximális entrópiával rendelkeznek.”
Ezek szerint egy konzervdoboznak is nagy az entrópiája?
„A rendezettség, az alacsony entrópia végső forrása maga az Ősrobbanás kell, hogy legyen.”
Én eddig arra következtetésre jutottam, hogy a rendezettség alatt valamilyen törvényszerűségek által szabályzott rendet/rendszert (struktúrát) kell érteni.
pl. a hó rendezettebb struktúra, mint a pára és az entrópiája is kevesebb. A kristályos (szilárd) halmazállapot úgyszintén rendezettebb a folyékonynál, s mindkettő a légneműnél.
Úgy is fogalmazhatnám, hogy a mozgás (az állapotok valószínűségének) korlátja a rendezettség irányába mutat.
„Egy rendszer makroállapotának termodinamikai valószínűsége az illető makroállapothoz tartozó lehetséges mikroállapotok száma. Egy magára hagyott zárt dinamikus fizikai rendszer entrópiájának spontán növekedése ezért azt jelenti, hogy a rendszer egyre nagyobb valószínűségű állapotokba igyekszik áttérni, miáltal a rendszer rendezettsége romlik.”
Ami azt jelenti, hogy egy homogén, kiegyenlített (csomómentes) rendszer rendezetlenebb, s annak az entrópiája nagyobb.
„Kezdetben hihetetlen rend uralkodott – azóta a folyamatosan növekvő rendezetlenség szemtanúi vagyunk.”
Valamelyikünk fordítva ül a lovon…
„Már többször is utaltam rá: nem véletlenül állítják a fizikusok azt, hogy egymást vonzó elemek rendszerében a homogén, sima eloszlás a leg-rendezettebb, a leg-szabályosabb, a legalacsonyabb entrópiájú.”
Lehet… De – mint fentebb szó volt róla – a részecskék (pl atomok, molekulák) magasabb szabadságfoka és kaotikus állapota jelenti a rendezetlenséget és a nagyobb entrópiát.
Egy neutroncsillagban nincsenek sem atomok, sem molekulák, sem azokból felépülő különféle struktúrák, ahogyan - feltehetően - egy fekete lyukban sem, s ezek entrópiáját igen magasnak tartja a tudomány.
…a fekete lyukba "szorult" entrópia becsült értéke kB1091
Az Ősrobbanás kezdetén sem volt semmilyen struktúra, csupán homogén energia-sűrítmény, amiből az elemi részek kaotikus halmaza született. Ekkor még semmilyen rendezettségről nem beszélhetünk. (eltekintve az elemi részecskéktől, de azt megelőzően még ezekről sem lehetett szó.)
