Ist es möglich, die Zeit innerhalb eines stationären Zustands zu bestimmen?

(Inspiriert von dieser Frage (A), bei der leider der Link in der ausgewählten Antwort jetzt 404 defekt ist (was möglicherweise meine Antwort enthielt), kann also nicht tiefer gelesen werden.)

Aus den obigen Links und meinem früheren Verständnis verstand ich, dass die Zeit einen Pfeil hat, was Paul Davis hier zwischen den beiden subtilen Typen unterschied

  1. Pfeil als Asymmetrie : Dass Prozesse sich nicht identisch verhalten, wenn t durch -t ersetzt wird. Viele Beispiele, darunter die CP-Verletzungen, gedämpfte Wellengleichungen oder in der Optik, wo einige Signale so konstruiert sind, dass sie sich anders verhalten, wenn t durch -t ersetzt wird

  2. Die (psychologische) Alltagserfahrung des Zeitflusses : Was er und viele Physiker als Illusion, einige andere als emergente Eigenschaft der Zeit betrachteten

Ich habe auch verstanden, dass die Zeit oft als Parameter verwendet wird, um zu verfolgen, wie sich die Zustände eines Systems ändern

Und in der längsten Antwort dieses Links wurde erwähnt, wie wir oft (fast) periodische Ereignisse als Uhren zur Zeitmessung verwenden

Da die beste Antwort von (A) Folgendes erwähnte

Unsere wissenschaftliche Zeitdefinition verwendet das Konzept der Entropie, um Veränderungen im Raum zu kodifizieren, und die Entropie sagt uns, dass es einen Zeitpfeil gibt.

In einem stationären Zustand kann es eine Reihe von Eigenschaften geben, die zeitlich unverändert bleiben (obwohl das Universum als Ganzes aufgrund des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik die Entropie stetig erhöht).

Damit kam die Frage

Wenn wir uns auf den stationären Zustand beschränken und einige Eigenschaften messen (daher kann die Entropieproduktion nicht gemessen werden, da sie außerhalb des Systems liegt und innerhalb des Systems die Nettoänderung der Entropie 0 ist und sich somit nicht mit der Zeit ändert), sind wir dazu in der Lage sagen, wie viel Zeit vergangen ist, basierend auf der Messung dieser Eigenschaften, die sich nicht mit der Zeit ändern?

Oder anders ausgedrückt: Können wir die Zeit innerhalb des Systems noch ablesen, wenn die Entropie im System unverändert bleibt?

Antworten (1)

Wenn wir uns auf den stationären Zustand beschränken und einige Eigenschaften messen

Stationäre Zustände existieren nicht isoliert. Jede isolierte Masse / jeder Körper im Weltraum strahlt Schwarzkörperstrahlung aus, und ihre thermodynamischen Variablen ändern sich und befinden sich daher nicht in einem "stationären Zustand".

(Daher kann die Entropieproduktion nicht gemessen werden, da sie sich außerhalb des Systems befindet und innerhalb des Systems die Nettoänderung der Entropie 0 ist und sich somit nicht mit der Zeit ändert).

Es ist nützlich, sich die Entropie in Bezug auf die statistische Mechanik als kommend vorzustellen

Entropie ist ein logarithmisches Maß für die Anzahl der Zustände mit signifikanter Besetzungswahrscheinlichkeit

In einem isolierten Körper wird die Entropie aufgrund der Vielzahl von Wechselwirkungen zwischen Molekülen und Schwarzkörperstrahlung mit zunehmender Anzahl von Mikrozuständen zunehmen. So kann man die Entropie abschätzen und ihre Zunahme messen.

Können wir anhand der Messung dieser Eigenschaften, die sich nicht mit der Zeit ändern, feststellen, wie viel Zeit vergangen ist?

Dass sich die thermodynamischen Eigenschaften mit der Zeit nicht ändern, bedeutet, dass dem System Energie zugeführt wird, um die Schwarzkörperstrahlung auszugleichen. Wiederum im Gesamtsystem (Energielieferant und versorgtes System) kann die Entropie abgeschätzt werden, ebenso wie deren Zunahme

Oder anders ausgedrückt: Können wir die Zeit innerhalb des Systems noch ablesen, wenn die Entropie im System unverändert bleibt?

Dies ist eine andere Frage. Bei unveränderter Entropie kann die Zeit nicht definiert werden. Aber um die Entropie in einem Subsystem unverändert zu halten, muss, wie ich oben sagte, Energie zugeführt werden, sonst ändert sich durch Schwarzkörperstrahlung die Entropie. Die Entropie des gesamten Systems kann abgeschätzt werden und Zeit liefern.

Sie meinen also, wenn sich die gemessenen thermodynamischen Eigenschaften im stationären Zustand befinden (und wenn wir die im Energieversorger nicht messen), können wir die Änderung der Anzahl der Mikrozustände nicht messen und können daher die Zeit nicht definieren oder angeben basierend auf dem, was wir gemessen haben. Um die Entropieänderung und damit die Zeit zu bestimmen, müssen wir also auch die thermodynamischen Eigenschaften der Energielieferanten und der Photonen in der emittierten Schwarzkörperstrahlung messen?
Wenn wir also den extremsten Fall eines Gleichgewichtssystems verwenden, den Hitzetod des Universums, dann ändert sich nichts, da alles (einschließlich der Schwarzkörperstrahlung) im Gleichgewicht ist, und wir können nicht nur keinen Zeitpfeil haben, wie von einigen Verwandten erwähnt Fragen, aber wir können auch Zeit (geschweige denn den Fluss der Zeit, den wir gewöhnlich erlebt haben) überhaupt nicht definieren?
Sie brauchen ein Modell für den Hitzetod des Universums, was mit der Allgemeinen Relativitätstheorie usw. keine einfache Sache ist. Es ist einfacher, sich ein Stück Materie im Nichts vorzustellen. Seine Entropie wird durch Zählen der ihn verlassenden bb-Photonen erhöht. Am Ende hat der Brocken eine Temperatur von 0, hat als Grenze eine Entropie von 0, und die gesamte Entropie befindet sich in der Welle der Photonen des schwarzen Körpers, die sich ins Unendliche zurückziehen. Wenn das letzte Photon die Zeit verlässt, stoppt die Zeit für den Chunk
Ich habe gerade den letzten Nachtrag zum vorherigen Kommentar gesehen, danke