¿La segunda ley de la termodinámica sigue siendo válida sin la primera ley?

La invariancia temporal implica la conservación de la energía. La curvatura del espacio no es relevante para la conservación de energía. En una cosmología del Big Bang con un universo en expansión, las cosas no son invariables en el tiempo. Una vez que tiene que preocuparse por la expansión del universo, ya no está claro exactamente qué significa la conservación de la energía. Afortunadamente, en la escala de nuestro sistema solar, o algo más pequeño que eso, no necesitamos preocuparnos por esto.

En este punto, la radiación de Hawking – Wikipedia sigue siendo una teoría interesante sin confirmación experimental. Hay problemas no resueltos relacionados con la entropía de los agujeros negros, que probablemente no se resolverán adecuadamente hasta que haya una teoría satisfactoria de la gravedad cuántica.

Por lo tanto, desde un punto de vista cosmológico, la respuesta a su pregunta no se conoce. En mi opinión, la segunda ley no tiene sentido, a menos que se asuma que la primera ley es verdadera.

No necesariamente. Existen numerosas formulaciones diferentes de la Segunda Ley.

En el sentido puramente estadístico, sin relación con la energía, la Segunda Ley simplemente establece que los macroestados designados son menos probables. Es decir, si va a elegir un conjunto de microestados como “interesante”, será una fracción muy pequeña de estados. Y si el sistema progresa aleatoriamente de un estado a otro, las probabilidades son abrumadoras de que no entrará en uno de los designados.

Muchas formulaciones de la Segunda Ley se refieren a estados de energía ordenada, de modo que se puede trabajar. Estas formulaciones pueden derivarse del sentido puramente estadístico, más la conservación de la energía. Si la energía no se conserva, entonces existe la posibilidad de violación.

Aun así, la versión estadística aún se mantiene; Es un teorema matemático. Entonces, incluso en el universo temprano, donde la conservación de la energía no necesariamente se mantiene, es casi seguro que haya alguna variante de la segunda ley que sí lo tenga. Es solo una cuestión de averiguar las simetrías correctas. En cada parte observable del universo, excepto tal vez justo encima de los agujeros negros, esas simetrías se mantienen, por lo que la Segunda Ley es extremadamente segura.

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