Hat wirklich alles mit einem Zustand mit sehr geringer Entropie begonnen?

Wie Penrose vor vielen Jahren betonte, kann die Kosmologie nur Sinn machen, wenn die Welt in einem Zustand außergewöhnlich niedriger Entropie begann. Der niedrige Entropie-Ausgangspunkt ist der ultimative Grund dafür, dass das Universum einen Zeitpfeil hat, ohne den der zweite Hauptsatz keinen Sinn ergeben würde. Es gibt jedoch keine allgemein anerkannte Erklärung dafür, wie das Universum in einen solchen Sonderzustand geraten ist. Gibt es einige Beobachtungen, die uns wirklich sagen würden, dass das frühe Universum eine kleine Entropie hatte? Stimmt diese Behauptung wirklich mit unseren Theorien überein?

Die von Qmechanic gestellte Frage hat eine Antwort, die erklärt, dass Paul Davies die meiner Meinung nach vollständige und richtige Erklärung als Fortsetzung der Theorie der inflationären Kosmologie gegeben hat. Wenn sich das Universum aufzublähen beginnt, ist der Anfangszustand automatisch eine sehr niedrige Entropie, und dies fixiert die Besonderheit der Anfangsbedingungen. Vielleicht könnten Sie die Frage bearbeiten, um die Teile hervorzuheben, die orthogonal zur vorherigen Frage sind.
@RonMaimon Was sind die Einwände, die Kosmologen gegen die Idee erheben, dass die Inflation eine De-Sitter-Phase darstellt und daher die maximale Entropie ist? (Sie haben in der verknüpften Frage erwähnt, dass dies in der kosmologischen Gemeinschaft nicht allgemein vereinbart ist). Wenn dies mehr als ein oder zwei Sätze erfordert, werde ich eine separate Frage stellen.
@twistor59: Ich glaube, es ist nur so, dass sie das Konzept einer durch einen kausalen Patch definierten Kosmologie nicht mögen. Wenn Sie sich den deSitter-Raum als einen enorm unendlichen Raum vorstellen, neigen Sie zu der Annahme, dass der Entropiegehalt unbegrenzt ist, obwohl dies positivistisch bedeutungslos ist. Der Grund, warum Kausal-Patch-Bilder verworfen wurden, liegt einfach darin, dass Bonzen ewige Inflation wollten (ich glaube, Linde war derjenige dahinter, aber es gab andere), und Kausal-Patch-Bilder sind nicht mit ewiger Inflation vereinbar, wie viele Leute sofort erkannten, als die Das holographische Prinzip wurde formuliert.
@twistor59: Nur um Ihnen eine Vorstellung von den konzeptionellen Schwierigkeiten zu geben (sie werden im korrekten kausalen Patch-Bild trivial gelöst), betrachten Sie ein einheitliches Gas im sich ewig aufblähenden deSitter-Raum. Sie können etwas von diesem Gas künstlich in ein Schwarzes Loch stopfen, und dieses Schwarze Loch bewegt sich einfach weiter und verschwindet nie im Bild der ewigen Inflation. Sie haben also die Entropie erhöht, indem Sie das Schwarze Loch gemacht haben. Da man in der erweiterten Raumzeit beliebig viele Schwarze Löcher erzeugen kann, gibt es keine Entropiegrenze. Das ist dumm, weil die Entropie nur in einem kausalen Patch definiert ist.
@twistor59: Der Begriff der ewigen Inflation hätte sofort als absurd kritisiert werden sollen, weil er mit dem logischen Positivismus unvereinbar ist – er erstellt mathematische Modelle, bei denen der größte Teil des Universums für Messungen nicht zugänglich ist. Das Problem ist, dass der logische Positivismus von den Kiffern, die die moderne Welt regieren, immer noch dumm abgelehnt wird. Positivismus als Philosophie der Naturwissenschaft ist durch nichts zu ersetzen. Es ist die einzige philosophische Idee, die im Laufe eines Jahrhunderts als Quelle korrekter Physik diente, korrekt, selbst wenn die Konsequenzen völlig kontraintuitiv waren.
@RonMaimon danke, ich kann sehen, warum es eine Kluft geben könnte. (LOL @ stoners ! - vielleicht sollte es ein neues Studienfach "Kosmologie für allgegenwärtige und allwissende Wesenheiten" geben)
@twistor59: Ich glaube nicht, dass es wirklich eine Trennung ist. Es sind nur die Kosmologen, die inkompetent sind. Das sollte nicht überraschen.
Ich kann darauf keine Antwort geben, aber die Handbewegung, die ich mir gebe, ist, dass zur Zeit = 0 alle räumlichen Dimensionen = 0 sind und es eine Masse M gibt, vielleicht einen Eigenzustand des kosmischen Vektors. Es gibt also einen Mikrozustand (0,0,0,0,...,M). Bei der Definition der Entropie als proportional zum Logarithmus der Anzahl der Mikrozustände ist der Logarithmus von 1 Null; und die Entropie kann von da an nur noch zunehmen :). Ich bin offen für Korrekturen.

Antworten (3)

Es ist bekannt, dass die Entropie aufgrund der vielen dissipativen Prozesse in der Natur streng ansteigt (im genauen Sinne einer positiven lokalen Energieproduktion). Dies ist wahrscheinlich die am gründlichsten verifizierte Tatsache in der Physik.

Folglich muss die Gesamtentropie des Universums (wenn dieser Begriff tatsächlich gut definiert werden kann, was etwas fraglich ist) in der Vergangenheit viel niedriger gewesen sein, als in einem isolierten System (und das Universum ist per Definition isoliert), auch die Gesamtentropie nimmt zu.

Dies ist unabhängig von, aber konsistent mit aktuellen kosmologischen Modellen.

Andererseits ist die Frage, warum dies so ist, schwer zu beantworten. Möglicherweise ist die Frage strittig, da die gesamte Entropie im Universum auch unendlich sein könnte, in diesem Fall war sie immer unendlich.

Eine enorm detaillierte, aber dennoch sehr lesbare Antwort auf diese Frage finden Sie in Sean Carrolls Buch „From Eternity to Here“. Es dreht sich alles um dieses Thema. Carroll hat auch ein paar Vorträge auf ted.com, die die Höhepunkte darstellen.

Wenn wir in den Weltraum blicken, blicken wir effektiv in die Zeit zurück. Wenn wir etwas 10 Milliarden Lichtjahre entfernt sehen, sehen wir Licht, das es vor 10 Milliarden Jahren verlassen hat. Wenn wir also Objekte in unterschiedlichen Entfernungen betrachten, können wir sehen, wie sich das Universum im Laufe der Zeit verändert hat. Es gibt auch die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die uns die direktesten Informationen über den Zustand des sehr frühen Universums gibt.

Das 2. thermodynamische Gesetz ist ungültig, wenn wir Gravitation zu einem homogenen unendlichen (*) Ensemble von Teilchen in Ruhe (mit einer Temperatur von 0ºK) hinzufügen.

Wieso den ?
Was würden Sie erwarten, wenn wir eine kleine Störung hinzufügen (eine QM-Folge)?

Stellen Sie sich einen regelmäßigen Kristall vor, in dem alle Partikel den gleichen Abstand haben und sich dann ein Partikel von seiner ursprünglichen Position wegbewegt und ein Loch bildet .
Ein Loch dehnt sich aus, weil alle Partikel im Äußeren weniger von der Mitte des Lochs angezogen werden als zuvor.
Die Temperatur WÄCHST in der Massenhülle außerhalb des Lochs und das Loch wird beschleunigt wachsen.

Im realen Universum werden solche Löcher VOIDS genannt und Galaxien entstehen im Schnittpunkt der Voids.

In meiner Antwort auf PSE-Antigravitation-in-einem-unendlichen-Gitter-von-Punktmassen zeige ich die Gleichungen des Gravitationsfeldes und Grafiken unter diesem Szenario.

Ich wurde dort herabgestimmt, und ich erwarte das Gleiche jetzt, ohne Argumentation, typisch für Gläubige, die keine Beweise entgegen ihrer Überzeugung akzeptieren.

(*) weil das Gravitationsfeld mit c -Geschwindigkeit wächst, kann es nur 'groß genug' sein.

Hat wirklich alles mit einem Zustand mit sehr geringer Entropie begonnen?
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