Отиди на
Форум "Наука"

Ентропия на Вселената


Recommended Posts

  • Потребител

Искам да поставя на масата на дискусията въпросът със същността на Вселената и прилагането на термодинамичните закони в мащаба на Вселената. На първо място да обърнем внимание на понятието ентропия - мярка за хаос или по-интиутивно според мен - мярка за неспособността за извършване на работа. Има равновесие - няма потенциална разлика, не може да се върши работа.

В съвремието много често се използват законите на термодинамиката, но нещо смущаващо остава в разума ми по отношение на Вселенският мащаб. Първото е - Как може да се формулира Вселената като система? Твърди се, че Вселената се разширява, но е неизвестно за сметка на какво става това. Означава ли това, че ако за миг си поставим Вселената като част от много по-голяма система можем да говорим за термодинамична смърт на Вселената?

От друга страна самият факт, че Вселената търпи разширение може ли да е достатъчно условие да не може да настъпи равновесие в обема й? А от друга страна, ако приемем всички закони на термодинамиката за универсални във Вселенски мащаб, можем ли да дадем отговор на въпроса - как Вселената се стреми към разпад, разпределяне и равновесие, а е позволила образуването на сложни структури? Ако всички видове енергия от всички видове сили рано или късно се превръшат в топлинна и се разсейват, след което работа не може да се върши, то гравитационни сили чиито произход е силно неизяснен как се вписват в тази картина и дори и при хипотетична термодинамична смърт няма ли те да продължат да съществуват и действат?

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Не мога да си представя как може да се докаже дали вселената е крайна или безкрайна, както и дали навсякъде действат едни и същи закони. Лично според мен вселената е както безкрайна, така и безкрайно делима и в различните и части действат различни закони. Освен това мисля, че законите, които действат на едно място, постепенно се променят. Естествено не мога да докажа твърденията си, както и никой не може да ги опровергае.

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Някои от въпросите, които поставяш имат своите отговори, но някои неща ми звучат малко притеснително.

Например

Твърди се, че Вселената се разширява, но е неизвестно за сметка на какво става това.

Разширява се самото пространство, така че не е за сметка на нищо.

Друго... защо търсиш връзка м/у даден обем и състоянието на равновесие на материята намираща се в него?

. . .

как Вселената се стреми към разпад, разпределяне и равновесие, а е позволила образуването на сложни структури?

Казано с една дума ... при наличие на енергия няма нищо странно в това една структура да се подреди. Колкото повече енергия се използва, толкова по-подредена става..

И т.н.



Не мога да си представя как може да се докаже дали вселената е крайна или безкрайна, както и дали навсякъде действат едни и същи закони. Лично според мен вселената е както безкрайна, така и безкрайно делима и в различните и части действат различни закони. Освен това мисля, че законите, които действат на едно място, постепенно се променят. Естествено не мога да докажа твърденията си, както и никой не може да ги опровергае.

Лесно се доказва, но сравнително от скоро..

. . .

Казваш нещо интересно. ..

в различните и части действат различни закони

Теоретиците допускат тази възможност, че в различните части на Вселената съществува възможността да действат различни физични закони. Това е сравнително нова идея от преди 30 - 40 години.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Някои от въпросите, които поставяш имат своите отговори, но някои неща ми звучат малко притеснително.

Не е ли вярно, че за да има разширение на пространството, то трябва да има на къде да се разширява?

Търся връзка между обем и енергия в обема, поради това че добавянето на обем води до установяване на равновесие в новият обем като по-широка термодинамична система. Та идеята е - има ли добавяне на обем, има установяване на потенциална разлика между различните части на системата.

Въпросът "Каква е същността на Вселената" никъде не виждам да я изяснен. Има догадки, но никой не може практически да докаже какъв тип система е Вселената. Наличието на енергия достатъчно условие ли е за подреждане на системата? Не може ли енергията да се разпространи в обема и да настъпи термодинамично равновесие?

Link to comment
Share on other sites

  • 4 years later...
  • Потребител

По въпроса за възможността на съществуване на Вселената, от доста време - официално - нещата не са ясни:)

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Problem-Vselenata-ne-bi-triabvalo-da-sashtestvuva-video_96755.html

Проблем: Вселената не би трябвало да съществува (видео)

image.png.6bd7dff8f92883b38f96559b1606dd6b.png

Завесата на мъглявината, както се вижда от Хъбъл.  NASA / ESA / Hubble Heritage Team

Вселената не би трябвало да съществува в съответствие с новите ултрапрецизни измервания на антипротоните.

Но фактът, че четете тази статия обаче показва, че ние сме тук, така че трябва да има нещо ненаред с нашето разбиране за физиката, която управлява Вселената.

Вселената е резултат от една епична битка между материя и антиматерия, която е настъпила веднага след Големият взрив, преди 13.82 милиарда години. Очевидно е, че материята е спечелила - защото има галактики, звезди, планети, ти, аз, хамстери, дълги разходки по пясъчни плажове и бира - но как материята е успяла да спечели е една от най-големите мистерии, надвиснали над физиката, пише астрофизикът Иън О'Нийл (Ian O'Neill) на страницата си АstroЕngine.

Предполага се, че в първичната Вселена са били произведени равни количества материя и антиматерия, което е основно предсказание на Стандартния модел на физиката, но ако това е така, цялата материя във Вселената би трябвало да бъдат унищожена, когато влезе в контакт с своя аналог от антиматерия, с голям взрив, последван от голямо разочарование.

Тази главоблъсканица се фокусира върху идеята, че всички частици имат частица-близнак от антиматерия със същите квантови числа, само че точно обратните. Протоните имат антипротони, електроните имат позитрони, неутриното имат антинеутрино и т.н. - красив пример за симетрията в квантовия свят.

Но трябва едно от тези квантови числа да е много малко по-различно между материя и антиматерия и това може да обясни защо материята се превърна в доминиращото "нещо" във Вселената.

Така че в опит да измерят едно от квантовите състояния на частиците физиците от експеримента на ЦЕРН Baryon–Antibaryon Symmetry Experiment (BASE), близо до Женева, Швейцария, са направили най-точното измерване на магнитния момент на антипротона. BASE е сложна част от устройството, което може да измери точно магнитните моменти на протоните и антипротоните в опит да открие изключително малка разлика между двете. Трябва да има разлика, защото това може да обясни защо материята доминира над антиматерията.

Но това най-точно измерване на магнитния момент на антипротоните разкри, че магнитните моменти както на протоните, така и на антипротоните са точно едни и същи до рекордно ниво на прецизност. Всъщност измерването на антипротона е дори още по-прецизно от нашите измервания на магнитния момент на протона - зашеметяващо постижение като се има предвид колко трудни са за изследване антипротоните.

1509302066_6_559x*.jpg"Може би за първи път физиците получават по-точно измерване на антиматерия, отколкото на материя, което показва изключителността на постигнатия напредък при антипротония деселератор (забавител) на ЦЕРН", разказва физикът Кристиан Смора (Christian Smorra) в изявление на ЦЕРН. Антипротоният деселератор (Antiproton Decelerator) е машина, която може да улови античастиците (създадени от удари между частиците, които се случват в протония синхротрон - Proton Synchrotron - на ЦЕРН) и ги насочват към други експерименти, като BASE.

Антиматерията е много трудно да се наблюдава и измерва. Ако тези античастици влязат в контакт с частиците, те се унищожават (анихилират) - вие не може просто да сложим куп антипротони в колба и очакваме от тях да се държат спокойно. Така че, за да се предотврати контакта на антиматерията с материята, физици трябва да създадат магнитни вакуумни "капани", които могат да изолират антипротоните от докосване с материята, което по този начин ще позволи по-нататъшното им проучване.

В това ново изследване, публикувано в списание Nature, изследователите използват комбинация от два криогенно-охлаждащи капани на Пенинг, които задържат антипротоните за рекордните 405 дни. През това време учените са успели да приложат друго магнитно поле към антиматерията, предизвиквайки квантов скок на спина на частиците. По този начин те успяват да измерят техните магнитни моменти до изумителна точност.

Според тяхното изследване, антипротоните имат магнитен момент от -2,792847344142 μN (където μN е ядрен магнетон*, физическа константа). Магнитен момент на протона е 2.7928473509 μN, почти същият - малката разлика е в рамките на грешката на експеримента. В резултат на това, ако има разлика между магнитния момент на протона и антипротони, тя трябва да бъде много по-малка, отколкото може на експериментално да се открие в момента.

Тези фини измервания имат огромни - може да се каже - вселенски последици.

"Всички наши наблюдения намират пълна симетрия между материя и антиматерия, което е и причината че Вселената всъщност не трябва да съществува", добавя Смора. "Трябва да има асиметрия някъде тук, но ние просто не разбираме къде е разликата".

Сега планът е да се подобрят методите за улавяне на частиците антиматерия, да стигне BASE до още по-голяма прецизност, за да видим дали наистина има асиметрия в магнитния момент между протоните и антипротоните. Ако я няма там, физиците ще трябва да намерят своята асиметрия на друго място.

* Магнитният момент на тежките частици обикновено се измерва в ядрени магнетони, дефинирани в Международната система от единици (SI) като: 
1509300096_6_559x*.jpgкъдето mp - маса на протона
e - заряд на електрона
ℏ -  редуцираната константа на Планк
c - скорост на светлината

...

 

...

Тъй и не разбраха, че именно заради асиметрията - в геометричен смисъл (!? - форма и размери) - имат смисъл и асиметрията във физическите свойства на частиците. Протонът и електронът са асиметрични по заряд характеристики (ел. - получени при разпад на неутрони), но поради асиметрията и в масовата си характеристика (около 2000 пъти) - не анихилират като различно заредени частици. Анихилират характеристиките "заряд" на частиците, извън обема на образувалия се водород от електрон и протон. Над 90% от веществото във Вселената е водород.:) Зарядът се "прибира" в ограничено пространство - фотон за връзка между протона и електрона. Тоест - способността на частици (вещеви обекти с "маса") да създават хаос-изменения на ЕМПоле, в околността си, я няма, или е намаляла. Общо, с нарастването на масата - движението на масовите обекти става с относително  по-малки скорости - скоростта на един обект, като едно-цяло, е по-малка от сумарната скорост на частиците преди обединяването. Част от полето се "превръща" в локално действащи обменни фотони за връзка. Отпада проявлението на електрическите сили извън обема на цялото и остава "осезаемо" гравитационното поле- само гравитоните действат върху движенията на обектите от разстояние.

...

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 3 часа, Малоум 2 said:

Тъй и не разбраха, че именно заради асиметрията - в геометричен смисъл (!? - форма и размери) - имат смисъл и асиметрията във физическите свойства на частиците. Протонът и електронът са асиметрични по заряд характеристики (ел. - получени при разпад на неутрони), но поради асиметрията и в масовата си характеристика (около 2000 пъти) - не анихилират като различно заредени частици. Анихилират характеристиките "заряд" на частиците, извън обема на образувалия се водород от електрон и протон...

Малоум, ти май не правиш разлика между протон и позитрон.Или по-общо казано, като че според теб разликата между материя и антиматерия се състои различния им заряд... Но може би на мен напоследък не ми върви в "разбирането"  - ето и в случая, това, подчертаното, изречение изобщо не успявам да го схвана:ai:

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 38 минути, Шпага said:

Но може би на мен напоследък не ми върви в "разбирането"

Не мисля че това е причина в случая.

Преди 39 минути, Шпага said:

...ето и в случая, това, подчертаното, изречение изобщо не успявам да го схвана

Кой ли успява... :) Кавичките показват, че всъщност анихилира не заряд, а нещо друго, което авторът не може да формулира. И смисъл никакъв в подчертаното изречение. Всъщност във физиката изобщо отсъства понятие "анихилация на заряд": анихилират частици, а те не са заряд. Мъка... При това анихилират независимо от някакъв обем. Мъка, мъкаааа....

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 3 часа, Шпага said:

Малоум, ти май не правиш разлика между протон и позитрон.Или по-общо казано, като че според теб разликата между материя и антиматерия се състои различния им заряд... Но може би на мен напоследък не ми върви в "разбирането"  - ето и в случая, това, подчертаното, изречение изобщо не успявам да го схвана:ai:

Здрасти, Шпага!

Споко!.. Виждаш - те и физиците не го разбират.:) Защото, нямат реална представа за физичната характеристика "заряд". Кое е нещото отговорно за електромагнитното взаимодействие - нещото, изграждащо цялата ни позната материя в средните мащаби по дължина на електромагнитните вълни. И нещата, които виждаме и разбираме под "Вселена".

(В други теми по-рано сме дискутирали по (алтернатива) непрестанното образуване на частиците - как  "построяват себе си" на слоеве и как всеки слой съответства на известните взаимодействия. Структурата за протона - има в централната си част керн (+обвивка), мезонен слой (междинен слой) и външен полу-слой, който се допълва в изграждането си обвивка, до цялост за частицата протон, от фотон на околното ЕМПоле. Този външен слой отговаря за възможните електромагнитни взаимодействия. Ако е свободен протон - откликът при изграждане на структурата на външния слой в околното ЕМПоле - за всеки цикъл на цялостно образуване на протона, правещ обвивка - е характеристиката заряд. Така от протон - при непрестанно образуване се "излъчват структури" - гравитон от керна (отговарящ за гравитационно взаимодействие) и характерен за състоянието на протона фотон, отговарящ за ЕМВзаимодействие. Тъй като електронът също се образува след разпад на неутрон, то - електронът структурно, с външният си слой точно съответства на външният слой на протона, но с обратно завихряне - характерният за състоянието му (сам електрон) образуващ фотон.е с обратно завихряне на това на протона. Така, в междината  на  далечни частици протон-електрон - хаосът от характеристиките заряд е много по-малък - взаимно се усилват структурите от ляво и дясно завихряне. Това е действие за сила на привличане. Може да се тълкува - конструктивно подреждане на вакуума (привличане), или - хаосът извън междинната зона на частиците "натиска" частиците една към друга (привличане), или - структурираната подложката от вакуума между частиците осигурява образуването на частиците с по-малко енергия от всички други посоки и те се образуват, падайки една към друга (привличане).)

Не се разбира, че частиците непрестанно се образуват, а не са даденост. При това - могат и да се раждат (по двойки) от полева структура и до ден днешен. Не им става Вселената, защото частиците им са изначално (ГВ) зададени и непроменими по свойства, почти еднакви от един тип. Когато няма частици с маса -изначален вакуум - ентропията (и информацията) е нула. При раждане на електрон-позитронна двойка (от фотони на ЕМПоле) - се излъчват характеристики заряд и от едната и от другата частица и те анихилират напълно до фотони на ЕМПоле. Все едно "напомпват" полето (поляризация). При разпад на неутрони (при удари между себе си, се наблюдава) - се раждат протони, електрони, антинеутрина и гама-фотони. Няма наоколо антипротони, че да анихилират протоните с тях. Общо - ЕМПоле - се структурира (поляризира) със скоростта на светлината във вакуум - с характерните фотони за станалите разпади на неутроните. Протоните с електроните образуват устойчива структура водород и ...това, този сложен обект не участва в анихилации на частици. И да е имало равен брой неутрони и антинеутрони, то Началният разпад предопределя по-нататъшното развитие на полевата и вещевата форма на материя. И е имало време антинеутроните също да разпадат себе си (при удари помежду си) но Началото - за всяка точка от пространството на първия сблъсък е положено в полза на това, което наричаме вещество. Станали сме на Вселена!:)

...

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
On понеделник, Октомври 30, 2017 at 18:05, Малоум 2 said:

Не се разбира, че частиците непрестанно се образуват, а не са даденост. При това - могат и да се раждат (по двойки) от полева структура и до ден днешен. Не им става Вселената, защото частиците им са изначално (ГВ) зададени и непроменими по свойства, почти еднакви от един тип. Когато няма частици с маса -изначален вакуум - ентропията (и информацията) е нула. При раждане на електрон-позитронна двойка (от фотони на ЕМПоле) - се излъчват характеристики заряд и от едната и от другата частица и те анихилират напълно до фотони на ЕМПоле. Все едно "напомпват" полето (поляризация). При разпад на неутрони (при удари между себе си, се наблюдава) - се раждат протони, електрони, антинеутрина и гама-фотони. Няма наоколо антипротони, че да анихилират протоните с тях.

Пускам произволен цитат, само да се види колко е мъката...

Приказки, които не са следствие от нещо, а само преразказват всеизвестни природни факти. Тоест, не са следствие от някакво предположение, не са и обяснение. На този фон твърдението, че частиците непрестанно се образували, няма никаква връзка с някакви следствия, каквато е основната характеристика, която се очаква от коя да е хипотеза. Колкото и да търси човек след този поток от думи, така и не може да намери защо е отприщен? И какво като "непрестанно се образуват" частиците? Нали пак могат да се раждат по двойки? С какво това може да обясни началното нарушено равновесие между частици и античастици довело до сегашното състояние на вселената, което се коментира в цитираната по-горе статия?

Като няма каква информация да споделите, защо изобщо започвате?

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

DarkMatter_KipacAmnh_960.jpg

 

Пояснение: Что населяет нашу Вселенную? Эта карта показывает, что в основном – темная материя. Гравитация невидимой темной материи объясняет, почему галактики так быстро вращаются, орбитальные скорости галактик в скоплениях так велики, гравитационные линзы так сильно отклоняют свет. Она также определяет распределения видимого вещества в местной Вселенной и космического реликтового излучения. Это изображение демонстрируется во время космического шоу "Темная Вселенная" в планетарии Хейдена Американского музея естественной истории, оно показывает, как темная материя проникает повсюду в нашей Вселенной. Карта составлена на основании компьютерного моделирования, черным цветом показан сложный узор из волокон темной материи. Они опутывают Вселенную как паутина, а сравнительно редкие сгущения обычного барионного вещества окрашены в оранжевый цвет. Эти модели хорошо согласуются с данными астрономических наблюдений. Однако наша Вселенная оказывается еще более необычной. В настоящее время предполагается, что странная темная материя, природа которой пока неизвестна, не является самым странным источником гравитации во Вселенной. Эта честь принадлежит темной энергии – более однородному источнику силы отталкивания, которая определяет расширение целой Вселенной.

Explanation: Is our universe haunted? It might look that way on this dark matter map. The gravity of unseen dark matter is the leading explanation for why galaxies rotate so fast, why galaxies orbit clusters so fast, why gravitational lenses so strongly deflect light, and why visible matter is distributed as it is both in the local universe and on the cosmic microwave background. The featured image from the American Museum of Natural Historys Hayden Planetarium Space Show Dark Universe highlights one example of how pervasive dark matter might haunt our universe. In this frame from a detailed computer simulation, complex filaments of dark matter, shown in black, are strewn about the universe like spider webs, while the relatively rare clumps of familiar baryonic matter are colored orange. These simulations are good statistical matches to astronomical observations. In what is perhaps a scarier turn of events, dark matter -- although quite strange and in an unknown form -- is no longer thought to be the strangest source of gravity in the universe. That honor now falls to dark energy, a more uniform source of repulsive gravity that seems to now dominate the expansion of the entire universe.

 

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 17 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

За своята близо двайсет годишна история "Форум Наука" се утвърди като мост между тези, които знаят и тези, които искат да знаят. Всеки ден тук влизат хиляди, които търсят своя отговор.  Форумът е богат да информация и безкрайни дискусии по различни въпроси.

Подкрепи съществуването на форумa - направи дарение:

Дари

 

 

За контакти:

×
×
  • Create New...