¿Fue la entropía del universo cero en el Big Bang?

Los cosmólogos generalmente han concluido que el universo ya era muy grande y posiblemente infinito en el instante en que se formó. Nunca he oído hablar de un cosmólogo que diga que comenzó en o como un punto único. Una vez le pregunté al cosmólogo, George Smoot, sobre esto, y él me dijo que no estaba seguro de que el universo fuera infinito en el instante en que se formó, pero que era increíblemente grande.

Definitivamente hubo múltiples estados diferentes del sistema subyacente que podrían haber producido las mismas características a gran escala. Eso significa que la entropía inicial no podría haber sido cero.

La entropía para cualquier volumen dado al principio parece haber sido notablemente baja, y comprender esa situación es un enigma continuo en cosmología.

La segunda ley de la termodinámica dice que la entropía siempre aumenta con el tiempo.

Eso significa que si ejecuta el tiempo hacia atrás, la entropía siempre está disminuyendo.

¿Fue exactamente 0? Probablemente no.

La respuesta de David Seed es más informada que la mía, ya que no sabía la ecuación para la entropía de la cabeza. Pero no estoy seguro de si tiene razón acerca de que solo son un estado en un punto. “Estado” podría incluso implicar leyes de la física, y hay razones para creer que las leyes de la física que disfrutamos no son necesariamente así, solo lo son en este universo en este momento. (y razones para no creerlo también).

La respuesta de Unnat Antani es interesante, con respecto al cero absoluto, pero no sé si la temperatura importa en el instante del big bang, ya que puede que no haya habido ningún movimiento en ese mismo instante.

¿Podría haber sido cero? Probablemente.

¿Tenía que ser cero? Probablemente no.

No tengo una comprensión completa del Modelo Estándar, al que el descubrimiento del Bosón de Higgs le dio un crédito significativo. Pero sé que los astrofísicos en ejercicio tienen ideas contradictorias sobre cuáles eran las condiciones justo antes del Big Bang. Creo que la mayoría cree que hay dimensiones superiores y que nuestro universo, con su historia Big Bang, no es el único, ni la totalidad de la realidad.

También está el problema del Principio de incertidumbre de Heisenberg en que un punto en el tiempo totalmente localizado es imposible. Debe haber cierta incertidumbre sobre la posición o el impulso.

Es una pregunta interesante, una que no tengo la respuesta. Pero sé que el concepto de que la entropía siempre está aumentando es problemático porque en un momento tenía que ser extremadamente bajo. No hay ningún proceso del que haya tenido conocimiento que pueda explicar esto. Este es solo uno de esos hechos observados que continúa impulsando las fronteras de la cosmología.

No importa qué tan cerca llegue a ese instante inicial, la entropía no fue cero. Pero ese instante inicial es algo completamente diferente, un animal totalmente diferente a todo lo que probamos incluso en el LHC hoy. No creo que lo sepamos con certeza hasta que sepamos qué fue antes del Big Bang, si realmente no fue nada o algo completamente diferente.

Entropía

[matemáticas] S = -k_B \ sum_i {p_i ln p_i} [/ matemáticas]
donde [matemáticas] k_B [/ matemáticas] = constante de Boltzmann
Y [matemáticas] p_i [/ ​​matemáticas] = probabilidad de cada estado posible i
Como solo hay un punto, solo puede haber un estado y, por lo tanto, [matemáticas] p_1 = 1; ln p_i = 0 [/ matemáticas]
Por lo tanto, [matemática] S = 0 [/ matemática]

Sin embargo, dado que las leyes de la física se rompen en una singularidad, dudo que un análisis tan simple sea suficiente, especialmente considerando la incertidumbre cuántica.

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En física teórica, la entropía es proporcional al _logaritmo_ de la energía.
Entonces, en el Big Bang, tienes S = log (0) = – infinito.

En ese momento (momento del Big Bang) no hubo una entropía en este universo que comenzó a existir, pero en el universo de la energía surgió. Como sabemos, la energía es siempre la misma. Entonces, la energía para el Big Bang es parte de algo de energía (de lo que venga) y hay entropía. Al mismo tiempo, no y sí.

El estado del universo en el Big Bang es poco conocido. Ni siquiera estoy seguro de si podemos usar una palabra como ‘at’ al respecto. Pero como la entropía es una cantidad de desorden, creo que puede justificarse definirla como cero al inicio del Big Bang.