¿Por qué la entropía del universo sigue aumentando?

La definición de entropía dada por Quora (medida de complejidad y orden) está un poco equivocada. La entropía no es exactamente un caos (determinista) o un trastorno (subjetivo). La entropía es el número (estadísticamente objetivo) de microestados desconocidos (pero teóricamente accesibles) (en termodinámica, el número de posibles configuraciones de partículas) que corresponde a un macrostato de grano grueso (por ejemplo, descrito por la presión y temperatura conocidas de un volumen de un gas ideal) Entonces, la entropía se describe mejor como incertidumbre física. Shannon lo ha definido correctamente como la información media en una cadena de bits: la longitud de dicha cadena después de la compresión máxima. La entropía tiene un significado físico en el contexto del cambio de estado debido a condiciones de no equilibrio. Si hay una diferencia (debido a la entropía mutua, es decir, las correlaciones) en la entropía con la entropía máxima, hay una entropía relativa que da energía ‘libre’. Se ha demostrado que un aumento de 1 J / K debido a la dispersión de energía (segunda ley de la termodinámica) es equivalente a un aumento de aproximadamente 10 ^ 23 bits. Cada bit nuevo corresponde al menos a kT ln 2 más calor (k = constante de Boltzmann, T = temperatura absoluta). Sin embargo, el aumento de la incertidumbre es cero si se tiene en cuenta el aumento del enredo cuántico que resulta en entropía negativa. Entonces, la asimetría del tiempo de energía (irreversibilidad) del universo proviene esencialmente del grano grueso (decoherencia). Los estados cuánticos puros tienen cero entropía por definición. Si el universo pudiera describirse mediante una función de onda de Wheeler-deWitt pura y determinista, no hay (aumento de) entropía. Solo desde el punto de vista clásico del ‘estado de información’ (con muchos ‘mundos’ de memoria parcial en un universo), su pregunta es válida y luego mi respuesta es que el estado inicial del Big Bang es desconocido (posiblemente un escape de túnel cuántico del eterno inflación); pero el universo parece haber comenzado en todas partes (el espacio es inmediatamente muy grande, globalmente plano e incluso: homogéneo e isotrópico) en un estado de alta temperatura y densidad extremadamente alta. Este macroestado tenía una entropía máxima, pero aún era extremadamente bajo en entropía (fuera de equilibrio) en relación con los muchos más microestados que estuvieron disponibles durante la expansión del espacio en el tiempo. Por lo tanto, prefiero pensar en el universo en términos de un bloque de espacio-tiempo, de acuerdo con la relatividad general. Entonces solo localmente hay lugares temporales con una gravedad más fuerte (debido a la curvatura del espacio-tiempo) que la ‘energía oscura’ que acelera la expansión. Aquí encontrará las estructuras materiales interactuantes que se experimentan recursivamente (expresadas como correlaciones), incluidas las estrellas y nosotros. El resto del universo me parece muy aburrido. Pero realmente no sabemos lo que está sucediendo en las escalas de Planck; Si sus microestados fueran accesibles, tenemos mucha más entropía para aprender.

• Porque la temperatura del universo sigue disminuyendo .

• Y la temperatura del universo sigue disminuyendo, porque el universo mismo sigue expandiéndose.

• Y el universo se está expandiendo y ahora lo está haciendo de manera acelerada, porque hemos entrado en la era dominada por la energía oscura del universo y la energía oscura es lo que está causando esta expansión, según nuestro modelo estándar de cosmología Big Bang.
• Y la energía oscura existe porque …

Hmmmm, supongo que realmente no sabemos por qué la entropía del universo sigue aumentando, aparte de que es algo lógico que también se verifica mediante experimentos en sistemas locales de entropía y observaciones de la radiación de fondo cósmico de microondas.

Sin embargo, parece haber algún tipo de estructura * en las escalas más grandes, hasta la escala de Superclusters, pero, de nuevo, esta jerarquía parece desaparecer después de aproximadamente 50 Mpc [1].

* Menciono esto porque en general se considera que la entropía es el estado de desorden que siempre está aumentando, por lo que si el universo a gran escala tiene estructura, ¿no significa esto que el estado de orden está aumentando, por lo tanto, la entropía disminuye?

Notas al pie

[1] El universo extravagante

Comencemos con esta pregunta: ¿por qué hay entropía en el universo?

Según la definición de energía sub cuántica, energía y materia, incluso los bosones (cantidades discretas de energía que llevan fuerzas fundamentales) están hechos de energía sub cuántica SQE, y la diferencia entre materia y energía depende de su velocidad de transmisión. Además, la cantidad total de velocidad de transición y no transición de energía sub cuántica es constante.

Entonces, la energía es lo mismo que la materia con alta velocidad. En otras palabras, la energía se mueve con la velocidad de transmisión de la luz c, y la materia se mueve con la velocidad de transmisión de v, que v

Supongamos que un sistema incluye k moléculas diferentes. Al calentar el sistema, aumenta la energía cinética de las moléculas. En este proceso, el calor y las moléculas del sistema comparten su impulso y la velocidad de transmisión de las moléculas aumenta. Las moléculas absorben calor, la masa y la velocidad de transmisión de las moléculas aumentan, a medida que la interpretación termodinámica aumenta la temperatura T del sistema. (Ver sección 4)

¿Por qué el material emite energía?

Energía térmica emitida por la materia como resultado de movimientos vibratorios y rotacionales de moléculas, átomos y electrones. La energía es transportada por ondas electromagnéticas (fotones). La radiación no requiere medio para su propagación; por lo tanto, también puede tener lugar al vacío. Todas las materias emiten radiación siempre que tengan una temperatura finita (mayor que cero absoluto). Un sistema como el gas está hecho de moléculas o átomos, y los átomos no están en estado estático en el sistema. Se están moviendo u oscilando uno alrededor del otro. Además, los átomos están hechos de partículas de carga, y se absorben o repelen entre sí. Entonces, están trabajando el uno en el otro continuamente. En un sistema, las partículas de carga trabajan entre sí y emiten energía electromagnética. Por lo tanto, cada sistema emite energía térmica, y la intensidad de la radiación depende de su temperatura.

Poder inherente de un sistema

Como cada sistema emite radiación continuamente, podemos definir una función de trabajo para cada sistema que depende de la temperatura como W = W (T). A mayor temperatura del sistema, se realizará un trabajo más negativo sobre sí mismo. Como resultado de este trabajo negativo, el sistema emite calor y su temperatura se reduce continuamente. El trabajo negativo de un sistema en sí mismo se denomina potencia del sistema inherente y se muestra con P. El poder inherente del sistema en sí mismo siempre es negativo (como la radiación y pierde energía térmica), pero relacionado con el medio ambiente es positivo. Esto significa que cada sistema emite radiación de calor al medio ambiente, incluso si el sistema es más frío que el medio ambiente. Es mejor definir el poder inherente del sistema en relación con el entorno que sea positivo para ayudar a explicar la termodinámica del sistema más fácilmente. En relación con la vista del entorno, cada sistema tiene una potencia positiva P> 0 que se define de la siguiente manera:

Donde k es un número natural y E (SQE) es la energía de una energía sub cuántica.

Estado termodinámico de nivel básico de un sistema y SQE

Como ya se explicó, cada sistema tiene una potencia inherente que es mayor que cero P> 0. Si un sistema pierde su poder inherente, está en un estado de termodinámica de nivel básico. En otras palabras, un sistema estaría en un estado de termodinámica de nivel básico, si su potencia inherente llega a cero P = 0 (figura).

Velocidad y temperatura de un sistema.

Cuando un sistema está en el nivel básico de termodinámica, sus partículas cargadas no pueden funcionar entre sí, por lo que el sistema no emite energía térmica.

Entropía Sub cuántica

La entropía (DS) de un sistema es igual a su potencia inherente (P), DS = P, por lo que la entropía de un sistema se aproxima a cero solo en la termodinámica de nivel básico.

Ahora es fácil de responder: ¿por qué la entropía del universo sigue aumentando?

Porque el sistema real hace un trabajo negativo sobre sí mismo y hace un trabajo positivo sobre el medio ambiente.

La entropía del universo (desde el punto de vista de la termodinámica) está aumentando.

Pero debe tenerse en cuenta que las leyes termodinámicas (y también la entropía) no son solo una descripción del universo. La termodinámica es un enfoque sobre la naturaleza de la física.

Para más información, lea: Sección 4 de Revisión adaptativa de tres preguntas fundamentales en física

Si comprende cómo funciona un motor, comprenderá la razón detrás del aumento de la entropía. En primer lugar, proporciona al motor energía térmica que se convierte en trabajo. Pero el problema con los motores es que no convierten completamente la energía térmica en trabajo. Entonces, el calor restante que no se convierte se suma a la entropía. El motor Carnot es un motor teórico que ofrece una liberación de entropía cero, lo que no es posible.

Otra forma de verlo sería la desigualdad de Clausius que dice cuando hay una transferencia de calor desde la fuente al entorno o al revés, la pérdida de calor no es igual a la del calor ganado. Siempre es un poco mayor de lo que pierde y eso es entropía, lo que equivale a la relación entre el ligero aumento integral del calor y la temperatura en ese instante, que es igual o menor que cero, lo que prácticamente responde a la pregunta de por qué la entropía siempre aumenta.

También hay algo más que se llama teoría de la entropía de la información. Esta es otra forma de ver qué es la entropía y por qué sigue aumentando. Más sobre eso sigue mi blog y apóyalo. El enlace para la teoría de la entropía de la información. ¿Cómo la entropía es igual a la información?

La entropía es la medida de la aleatoriedad (aleatoriedad significa el número total de microestados de una molécula).

Ningún proceso es 100% eficiente, es decir, siempre se genera algo de calor (energía residual) en un proceso que aumenta la velocidad de la molécula, por lo que aumentan los microestados de una molécula.

A medida que los microestados aumentan, la entropía del universo también aumenta, ya que la entropía es la medida de aleatoriedad o microestados.

Espero que ayude..!!

Me gusta la explicación simple de Penrose de que la entropía crece solo porque los estados de entropía más alta tienen mucho más volumen en el espacio de estado (solo por definición de entropía) y, por lo tanto, una caminata aleatoria de un sistema a través de su espacio de estado es mucho más probable que aterrice en un espacio más alto. estados de entropía. Vea una respuesta más detallada aquí: Existe el grado de desorden de cualquier sistema dado. ¿Ese “desorden” realmente obedece la Segunda Ley de la Termodinámica? Más específicamente: ¿su orden correlativo se refiere a la información?

En cuanto a la antimateria, no creo que se comporte de manera diferente en términos de entropía, su principal y prácticamente única diferencia es la carga eléctrica de las partículas, el resto es el mismo.

Comenzaré con una cita de Stephen Hawking:

El trastorno aumenta con el tiempo porque medimos el tiempo en la dirección en que aumenta el trastorno

Ahora, esta es una cita sin sentido: ¿Cómo se supone que medimos el tiempo en cualquier otra dirección?

Aquí hay otra cita, que es más importante:

Las cosas tienden a desordenar ya que lo que tomamos por orden no es más que el estado prevaleciente de caos.

No hay nada especial sobre el estado actual del caos del universo, por mucho que nos gustaría pensar que el orden actual es especial. Cualquier cambio de este estado actual de orden será un cambio fuera de este orden; por lo tanto, la entropía aumenta en la dirección en que experimentamos cambios, es decir, hacia nuestro futuro.

Un experimento mental simple ilustrará: si todos los momentos de todas y cada una de las “partículas” del universo se invirtieran repentinamente; ¿El universo tenderá ahora a ordenar, o todavía tenderá a desordenar?

Imagina un plato. Imagina los átomos que constituyen la placa. Ahora imagine todos los estados posibles en los que se podrían organizar estos átomos. ¿Cuántos de estos estados son de una placa rota y cuántos de ellos no están rotos?

Puede argumentar que solo hay un estado posible en el que la placa está “completa” y una gran cantidad de estados posibles donde se rompe. Por lo tanto, en cualquier momento probabilístico dado, es más probable que la placa se rompa que no. Esto es entropía, y de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, la entropía siempre aumentará en el Universo.

Pregunta difícil como ‘¿Por qué envejecemos y no somos más jóvenes?’ Cualquier proceso espontáneo requiere que ocurra energía altamente ordenada y en el proceso libera energía que está menos ordenada hasta que el sistema alcanza el equilibrio, en ese punto no se puede obtener más trabajo EN ESE sistema; El sistema ha alcanzado la entropía máxima. Este proceso continuará hasta que cada sistema en contacto esté en equilibrio en este punto, nada más sucederá. Es importante darse cuenta de que esto no significa que el sistema no tenga energía, solo que la distribución de energía se haya aleatorizado en todo el sistema y que no existan diferencias de energía en el sistema. Un buen ejemplo es una batería recargable. Cuando pierde su carga no puede hacer ningún trabajo, todavía está a temperatura ambiente y tiene “energía”. Al conectarlo al cargador, una fuente de energía de menor entropía se puede recargar. Su entropía bajó. Estoy dejando la parte de la energía fuera, es importante también el punto es que para hacer el trabajo la energía debe ser de baja entropía.

La entropía del universo sigue aumentando porque el universo sigue expandiéndose. Cuando la expansión se detiene y comienza la contracción, la entropía del universo comenzará a disminuir hasta convertirse en cero. Esto según la teoría de la gravedad cuántica dada a continuación. La creación del universo es un proceso reversible.

https://www.researchgate.net/pub …

Tal vez podamos ver la entropía de una manera más simple. Si desea más profundidad, eche un vistazo a las leyes de la termodinámica.

Básicamente, la entropía es un reflejo de la afirmación de que ” Es más fácil destruir que construir “.

La entropía refleja la aleatoriedad o el desorden de un sistema. Es una medida de qué tan bien podemos lograr algo.

Supongamos que nuestro sistema (cerrado) es una cocina. Considera lo siguiente:

• La cocina contiene cierta cantidad de energía medida como “x”.
• Gran parte de esa x está en una sartén muy caliente (ignoremos cómo calentamos la sartén). Este es el estado inicial de nuestro sistema.
• Tiramos un huevo en la sartén y se fríe muy rápido.
• Como no continuamos agregando energía a la sartén, se enfría. El calor se pierde al cocinar el huevo (trabajo) y al aire en la cocina. Este es el estado final de nuestro sistema.

La energía total en la cocina sigue siendo x pero ya no es útil. Cuando comenzamos, el calor estaba “organizado” en frío y calor. El flujo del calor de caliente a frío hizo el trabajo de cocinar el huevo. Al final, la energía total en la habitación era la misma, pero ya no tenía la organización necesaria para hacer el trabajo. Estaba más desordenado. La energía era la misma pero la entropía era mayor.

Por supuesto, la cocina no es realmente un sistema cerrado, por lo que también perderá calor al mundo exterior.

No podemos trabajar sin agregar energía. La construcción de un edificio requiere mucha energía. A menos que continuemos poniendo energía, el edificio eventualmente se derrumbará. Se deteriora. Se vuelve menos organizado.

Las estrellas se queman, los sistemas solares se congelan, las galaxias mueren y, finalmente, el universo se queda sin vapor. Una vez que todo el universo está a la misma temperatura, está muerto. Ya no puede hacer nada. Son las diferencias las que importan.

La entropía de un sistema solo puede disminuirse haciendo trabajo, poniendo energía. No es perfectamente eficiente, por lo que se pierde algo de energía en el mundo exterior.

La entropía del universo sigue subiendo porque seguimos usando la energía disponible. Porque así es como funciona el universo. La entropía lo lleva a su conclusión.

Explicación matemática:
La entropía es la relación entre el cambio de calor medible y la temperatura absoluta, es decir, ΔS = ΔQ / T = (ΔQ) ÷ T

Considere los dos tipos diferentes de procesos:
1. Proceso reversible (todos los estados intermedios están en equilibrio):
Deje que el sistema absorba el calor ‘q’ de su entorno.
ΔS (sistema) = (+ q) / T
ΔS (entorno) = (-q) / T
[Tenga en cuenta que las temperaturas de ambos permanecen iguales, ya que hay un estado de equilibrio constante. El signo menos indica pérdida de calor.]
ΔS (total) = ΔS (sistema) + ΔS (entorno) = 0

2. Proceso irreversible: considere el sistema a una temperatura más alta T1 y los alrededores a una temperatura más baja T2. Dado que el calor fluye de un sistema a temperatura más alta a un sistema a temperatura más baja en un proceso irreversible y natural. Si el sistema pierde calor q a los alrededores,
ΔS (sistema) = (- q) / T1
ΔS (entorno) = (+ q) / T2
ΔS (total) = ΔS (sistema) + ΔS (entorno) = {q (T1-T2)} ÷ T1T2
Desde T1> T2, por lo tanto, T1-T2> 0
Por lo tanto, ΔS (proceso)> 0

Por lo tanto, cualquiera que sea el proceso, el sistema siempre experimentará un aumento en la entropía. (Tenga en cuenta que las reacciones reversibles no se suman a la entropía. La mayoría de las leyes favorecen los procesos irreversibles y aumentan la estabilidad).

Explicación teórica:
La entropía es simplemente una manifestación matemática del desorden. En otras palabras, a una temperatura particular, el grado de desorden se explica por la entropía (esto explica el término ΔQ en la fórmula). A temperaturas más altas, el mismo cambio de calor (ΔQ) causa menos desorden (esto explica la variación inversa de ΔS con T). Cualquier proceso factible y espontáneo causa desorden en la configuración previa y, por lo tanto, la entropía aumenta.
Por ejemplo, al conectar dos matraces, uno de los cuales contiene un gas y el otro está vacío, encontramos que las moléculas del gas han ocupado ambos matraces para lograr una distribución más probable y aumenta la entropía. Tal distribución de probabilidad, por defecto, es la más observada y, por lo tanto, más estable.
(Todavía en fase de edición / redacción).

Otro era mirar las cosas: la entropía es una medida de la información en un sistema. La información (y la desinformación y la desinformación) aumentan constantemente (video internet), por lo que la entropía también lo hace. Una biblioteca con entropía infinita contendría todos los libros posibles (incluidas todas las páginas posibles de galimatías) y sería útil, excepto por el hecho de que todo sería contradicho por otro libro. También sería muy grande y un poco frío, pero curiosamente podría colocar todos los estantes en las paredes exteriores (y dejar espacio para los monjes que copian los libros viejos a medida que se desgastan). En medio de este vasto espacio hueco hay una gran bolsa de bolas. y un día, cuando uno de los monjes elige al negro, explota en un nuevo universo con muy baja entropía (es decir, muy poco contenido de información al principio). O por pura casualidad, al copiar errores, todos los libros se convierten en copias del mismo libro, aparentemente un contenido de información muy bajo. La entropía casi siempre tiende a aumentar, pero es algo estadístico: por el contrario, la física cuántica nos dice que la información no se puede destruir, ¿cuál es la segunda ley o la física cuántica que está mal?

Creo que Roger Penrose escribió un libro llamado Ciclos del tiempo sobre esto.

Los estados de mayor entropía se prefieren masivamente cada vez, pero la segunda ley tiene un nombre incorrecto: es una observación, y el aumento es una preferencia.

Algunos estados del universo, en su principio (putativo) y final (putativo) tienen valores más bajos de preferencia y valores más altos de número de intentos (debido a los muy largos tiempos a través de los cuales existen o debido al menor número de valores de configuraciones eso es posible).

Si barajas una baraja de cartas, y luego barajo una baraja de cartas, * es * posible que ambos obtengamos el mismo orden, aunque es probable que nadie haya visto nunca ambas órdenes.

Aunque no es muy probable …

La entropía es un concepto basado en el laboratorio derivado de la observación de sistemas ‘cerrados’ creados artificialmente.

1. No hay sistemas cerrados en el cosmos fuera del laboratorio.
2. No hay evidencia de que el cosmos en sí sea un sistema cerrado.
3. El supuesto big bang estaba en un estado más desordenado (mayor entropía) que el cosmos que observamos actualmente.
4. La teoría entrópica no proporciona ninguna explicación del proceso por el cual se crean los estados de baja entropía, que son necesarios para la teoría.

Esencialmente, la entropía es un concepto de laboratorio a medio cocer que va en contra de la evidencia observacional. Su fecha de caducidad ha pasado hace mucho tiempo. Su persistencia es un tributo deprimente al estado mental esclerótico común en la comunidad científica moderna.

De manera simple, quiero decir que la entropía máxima es el final de los tiempos. Desde la forma psicológica hasta el trabajo práctico, la entropía aumenta continuamente. El desorden de las mentes humanas aumenta con la edad y su rendimiento o acto hace que aumente la entropía.

En invierno, las actividades humanas se reducen debido a la disminución de su energía interna, por lo tanto, no trabajan tanto en su entorno, por lo que disminuye la entropía. Pero en verano la energía interna aumenta, por lo que también aumenta la entropía.

De otra manera, no podemos disminuir la temperatura del universo que aumenta continuamente. Por lo tanto, la entropía del universo aumenta continuamente.

Si digo de otra manera, que el último día de nuestro universo será el día de máxima entropía.

Gracias…….

La respuesta de una línea es: expansión del universo después del Big Bang.

después del big bang, las partículas fundamentales se separan provocando que el espacio de muestra probable para que las partículas fundamentales sigan aumentando cada minuto, segundo, microsegundo, nanosegundo y segundo cuántico, como lo llamen.

Este aumento en el espacio muestral probable o, más simplemente, en el volumen del espacio universal aumenta las posibilidades de organizar las partículas fundamentales en más formas (lo que llamamos entropía).

así que la entropía sigue aumentando

La entropía termodinámica es la capacidad de un sistema para contener energía sin aumentar la temperatura.
Para hacer esto, debe dividirse más en partes independientes para que la energía se pueda compartir, reduciendo así la energía promedio de esas partes, que es la temperatura.
De hecho, esto ocurre porque las estructuras independientes son más probables que las dependientes debido a su mayor abundancia relativa en el espacio de todas las configuraciones posibles.

La forma más fácil de entender esto es en términos de probabilidad.

Hay un estado ordenado. Hay muchos estados desordenados. El universo se convierte en desorden por ser el resultado más probable.

Especialistas en física, lo siento.