Milyen fizikai elv szerint rendeződik az anyag önmagától egy kaotikus rendszerben?(ősrobbanás téma)

"A fizika törvényei szerint önként csak nagyobb rendezetlenség felé mennek végbe a folyamatok"

A rendszer egészét tekintve. De azt semmi nem tiltja, hogy a törvényeket követve helyi rendezettség alakuljon ki. Írták már a kristályokat, bolygórendszereket, stb.

Szerintem ha valami ellentmondana a természet törvényeinek akkor az egyszerűen nem létezne. Szóval Kérdező esélyes ,hogy nem a világ a hülye hanem csak te nem érted.

Egyébként ha jól rémlik valamelyik válaszoló aki a tudományok kategóriába szokott járni számolja ,hogy hány kérdező nem érti az ősrobbanást s emiatt kérdez/ állít hasonló hülyeségeket. Ez a kérdés talán a 45.? Vagy legalább is akörül.

> A világban önmaguktól rendezetlen állapotok irányába mennek az események és a legkaotikusabb állapotban tartósulnak.

Óvatosan a szavakkal. Az, hogy „rendezett” egy eléggé szubjektív emberi fogalom. Sokszor az, amit rendezetlenebbnek nevezünk, az egybeesik a nagyobb entrópiával, de nem feltétlenül. A fizikában az entrópiának van egy egzakt definíciója, az egy kiszámolható érték a lehetséges állapotok számából és azok valószínűségéből. A kaotikus szóval ugyanez a helyzet, az a hétköznapokban a rendezetlen szinonimája, míg a fizikában, matematikában ennél sokkal egzaktabb módon meghatározott fogalom.

> Ez az entrópia törvénye.

Az entrópia törvénye termodinamikailag zárt rendszerben igaz. Nyitott rendszerben természetesen nem, ha te – a szó fizikai és hétköznapi értelmében – energiát fektetsz be, hogy felépítsd a kártyavárat, akkor a entrópia csökkenni fog.

> Az entrópia törvénye megsérült; rendezett galaxisok, csillagvárosok, biológiai élet keletkezett mindenfelé.

És itt feltehető a kérdés, hogy a világegyetem tekinthető-e termodinamikailag zárt rendszernek. Ugye az entrópiának van egy maximuma egy zárt rendszerben. Csakhogy az univerzum tágul, így a lehetséges állapotok száma növekszik, így az entrópia maximuma is növekszik.

Képzelj el egy szobát, tele játékokkal, meg egy pár éves kisgyereket. A kisgyerek leveszi az egyik játékot, játszik vele, ott hagyja, levesz a polcról egy másik játékot, stb… A szoba entrópiája növekszik, amire itt most az a hétköznapi megfogalmazás fennáll, hogy a szobában egyre nagyobb lesz a rendetlenség, rendezetlenség.

De most képzeljük el azt, hogy ez a szoba egy hatalmas kastélyban van. Miközben a gyerek játszik a szobában, kinyitjuk a mellette lévő szobát – ez felel meg annak, hogy az univerzumban a tér tágul, pontosabban a tér mértéktágulást szenved el –, ami szintén tele van polcon rendben sorakozó játékokkal. Előbb-utóbb persze a gyerek oda is bemegy, ott is növeli az entrópiát, növeli a rendezetlenséget. Aztán kinyitunk még egy szobát.

Ha a szobákat gyorsabb ütemben tudjuk kinyitogatni, mint ahogy a gyerek játszik, akkor a nyitott szobák együttesében a rendezettség egyre nagyobb és nagyobb lesz, miközben a gyerek lokálisan egyre nagyobb és nagyobb rendezetlenséget csinál.

~ ~ ~

Vagy vegyük a kártyaváras hasonlatot. Van mondjuk egy 100 kártyalapból álló kártyavár. Időnként – mondjuk percenként – lefúj a szellő ebből egy-egy lapot. A lefújt kártyalapok száma növekszik, a rendezett – kártyavárban álló – lapok száma meg csökken. Ha így maradna, idővel minden lap lepotyogna. De ha van egy ember, aki közben építi a kártyavárat, mondjuk percenként 2 kártyát építene hozzá, akkor bár a lefújt kártyák száma ugyan növekedne, de a lefújt kártyáknak a száma az összes kártyához képest (ami nagyobb ütemben növekszik) mégiscsak csökkenne.

Nem tökéletes analógiák ezek, de az talán érezhető belőle, hogy ha van egy folyamatosan táguló rendszer (univerzum), akkor az entrópia szempontjából nem feltétlenül tekinthető klasszikus zárt rendszernek.

~ ~ ~

Termodinamikailag nem zárt rendszerekben viszont sokszor jellemző, hogy az entrópia csökken. Pl. a Föld termodinamikai szempontból nem zárt, hanem energiaáteresztő rendszer. A Napból energia érkezik hozzánk, és közel ugyanennyi energiát kisugároz a Föld hősugárzás formájában. Közben meg mindenféle dolgokat felépít. Hogy most az életet ne említsük, elpárologtatja a vizet, az lecsapódik, abból folyók lesznek, amik völgyeket vágnak maguknak, barlangok jönnek létre, mindenféle szép – és emberi szemmel nézve rendezett – cseppkövek, stb…

Ezért is fontos kitétele a termodinamika második főtételének, hogy az zárt rendszerre igaz. Az univerzum esetén meg minimum kérdéses, hogy zárt rendszerről beszélhetünk-e, érvényes-e rá a termodinamika második főtétele.

Nem értem miért olyan nehéz megérteni! Wadmalac triviális mágnesgolyós példája tökéletesen szemlélteti miről van szó: A golyók össze-vissza pattognának és folyamatosan nőne a rendezettlenségük, ha nem lennének mágnesesek. De ha azok, akkor magától összeállnak különböző formációkba és úgy maradnak. Nincs ebben semmilyen varázslat vagy Isteni beavatkozás. A vasgolyók sem szegik meg a fizika törvényeit és az ősrobbanás után kialakuló objektumok sem. Sőt, pont hogy engedelmeskednek azoknak.

Remélem azért azt elhiszed, hogy a mágnesesség egy létező erő. És marhaság belelátni az összeragadó mágnesgolyókba természetfeletti lények akaratát. Mert hát értjük, hogy azok a mágneses kölcsönhatás miatt alakulnak ki. Ha nem ismernénk ezt az erőt, akkor gondolhatnánk hogy valami szellem pakolgatja össze. Ezrét is fontos fizikát tanulni...

Felejtsd el a rendezettséget, meg a makroszkopikus állapotokat. Entrópia = nem/nehezen hozzáférhető energia. (Golyós gázmodellben ez az, hogy eloszlik-e a gáz.)

Ez az egyetlen rendező elv: könnyen hozzáférhető energiából nehezen hozzáférhető lesz. Az infláció után az energia eloszlása kb homogén volt, ami nagyon sok, nagyon könnyen hozzáférhető garvitációs energiát jelent, hát ez átalakult, és azóta is alakul. Ennyike 🤷*

Amit Sü ír.. Hát.. Nagyon szép kép, hogy több szobád van mint gyereked és nem kell rendet raknod, de igazából ha az infláció után nem tágul az univerzum, hanem mondjuk nagyon lassan összemegy, akkor is képződnek galaxisok meg csillagok, szóval a kérdéshez igazából semmi köze nincs 🤷

Illetve.. Amire kihegyezi, hogy a térrel és vákuummal kapcsolatos jelenségek miatt az univerzum nem úgy viselkedik, mint egy izolált rendszer, nem tekinthető minden folyamat belsőnek, energia vagy éppen entrópia keletkezhet vagy tűnhet el, Vákuum istenke visszaépíti a lerombolt kártyaváraidat .. eh, passzolom .. mindenesetre nem releváns.

* Kérdés lehet, hogy mért volt olyan az univerzum, az infláció után. Fizettünk-e érte valakinek valamit, vagy ingyen kaptuk. Belülről jött, vagy kívülről (ami esetleg már el is van zárva előlünk, mint a felcsavarodott dimenziók). Mindenesetre történelmi tény, hogy így volt, és az is, hogy stimmel a fizikával 🤷

"ha az infláció után nem tágul az univerzum, hanem mondjuk nagyon lassan összemegy, akkor is képződnek galaxisok meg csillagok"

Mert a meglévő rendezetlenség akkor is tud növekedni.

De akkor egy idő után ez leállna.

Visszatérve az inflációra. Az infláció után az univerzum entrópiája nagyon alacsony lett. ( Pozor! Ha nem lenne gravitáció, akkor a homogén anyageloszlás nem a kb legalacsonyabb, hanem a kb legmagasabb entrópiájú állapota lenne az univerzumnak. )

Szóval az infláció során keletkezett egy csomó könnyen hozzáférhető energia? Ingyen ebéd? Nem mond ez ellent a középiskolás fizikának? Hát.. de..

Vagy az van, hogy ez tényleg ingyenes, és akkor ki lehet aknázni Sü kastélyát: mondjuk fogunk egy dobozt, rakunk bele vákuumot, az antigravitál, termeli a teret nekünk, csökkenti az entrópiát, ingyen energiát termel, rakhatunk egy klímát a Földre, megmenekült az Emberiség!

Vagy nem ingyenes, és ez a sok, olcsó energia valahonnan idekerült: na de akkor ezt is ki lehet aknázni majd! Én nem aggódom.

#5 (Wadmalac)

"Az entrópia iránya még zárt rendszerben is lehet lokálisan ellenkező, ha azzal összességében a rendszerre az átlagos irány "szabványos"."

Bocs, nekem ez a mondat kicsit így zavaros (bár ez lehet, cskak az én heppem).

Ha azt akartad írni vele, hogy bár egy izolált rendszerben az entrópia nem csökkenhet, de annak e nyitott (vagy zárt, de nem izolált) alrendszerében végbemehet entrópiacsökkenés, akkor egyetértünk.

#13 (2*Sü)

"Az entrópia törvénye termodinamikailag zárt rendszerben igaz."

"Ugye az entrópiának van egy maximuma egy zárt rendszerben."

"Ezért is fontos kitétele a termodinamika második főtételének, hogy az zárt rendszerre igaz."

Én nagyon javasolnám, hogy használjuk a "zárt rendszer" kifejezés helyett az "izolált rendszert". Mivel precízen megfogalmazva a termodinamika második főtétele olyanra vonatkozik. Tudom, hogy néha használják más értelemben is a zárt rendszer kifejezést, de azért a legelfogadottabb definíció szerint a zárt rendszer az, ami ugyan anyagot nem tud cserélni a környezetével, de energiát igen. És emiatt nem is igaz ezekben, hogy a rendszer entrópiája ne csökkenhetne.

[link]

[link]

[link]

[link]

Mondjuk találtam ellenpéldát is, ahol jól összekeverik a két fogalmat. :(

[link]

#16: > Amit Sü ír.. Hát.. Nagyon szép kép, hogy több szobád van mint gyereked és nem kell rendet raknod, de igazából ha az infláció után nem tágul az univerzum, hanem mondjuk nagyon lassan összemegy, akkor is képződnek galaxisok meg csillagok, szóval a kérdéshez igazából semmi köze nincs

Annyiban van köze, hogy a termodinamika második főtételéből következően egy olyan állapot felé közelítünk, amiben teljes a kiegyenlítettség, megszűnik minden hőmérsékletkülönbség. Ezt szokták a hőhalál állapotának hívni. Innen egy izolált rendszer spontán módon nem válik rendezettebbé. Az univerzum meg kvázi elérte ezt az állapotot. Tökéletesen nem tudtak kvantumfizikai okokból – határozatlansági reláció –, de az univerzum kvázi a hőhalál állapotába került. Csak mivel az univerzum tágult, azok a nagyon kis mértékű fluktuációk makroszkopikus méretűvé váltak. A világegyetem úgy vált hétköznapi szóhasználattal rendezettebbé, hogy közben nem sértette meg a termodinamika második főtételét.