Schwerkraft und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik [Duplikat]

Aber wie die Hawking-Strahlung und die Verdunstung von Schwarzen Löchern beweisen, sind Gravitationsquellen bei weitem nicht die Zustände mit der höchsten Entropie.

@CuriousOne Dies ist eine Spekulation von Penrose, kein strenger Beweis. Sie können meine Antwort als auf die klassische Mechanik und die Newtonsche Gravitation beschränkt betrachten.

Ich muss die neueste Wissenschaft verpasst haben, wo experimentell bewiesen wurde, dass sich das Universum um die klassische Mechanik kümmert.

@CuriousOne Es wurde zumindest im 17.-19. Jahrhundert bewiesen, nicht die allerneueste Wissenschaft.

Natürlich wussten sie im 17. bis 19. Jahrhundert nicht einmal, wie groß und alt das Universum war ... also durften sie es völlig falsch verstehen.

Firtree hat Recht, dass der Gravitationskollaps massiver Teilchen zu einem Schwarzen Loch zu einer Zunahme der Entropie führt. Das widerspricht nicht der Aussage, dass die Hawking-Verdampfung in (meist) masselose Teilchen auch zu einer Erhöhung der Entropie führt. Hier ist ein Papier zu letzterem Thema: arxiv.org/abs/gr-qc/0609022

@BenCrowell Ich habe meine Antwort ein wenig verbessert, bitte überprüfen. Ich hoffe, dass es jetzt auch Fälle von heißem Gas und photonischem Gas abdeckt. Aber ich gehe schlafen, also muss ich die weitere Diskussion unterbrechen :-)

@BenCrowell: Ich schaue mir den Artikel gerade an, bin mir aber nicht sicher, ob er relevant ist. Die BH-Verdampfung ist nur ein Nichtgleichgewichtsprozess, weil BHs sich aufheizen, während das Universum um sie herum abkühlt. Es muss nicht so sein. Es gibt kein physikalisches Gesetz dagegen, einen BH mit einem großen Wärmeschild/Spiegel zu umgeben, der es uns erlauben würde, seine Temperatur in einem Gedankenexperiment zu kontrollieren, in welchem ​​Fall wir die Verdampfung so nahe an einen Gleichgewichtsprozess heranführen können, wie wir möchten. Solange das Universum kälter als die BH ist, wird es verdampfen, was die Gesamtentropie erhöht, nicht wahr?

@BenCrowell: Egal, der Autor hat meine Frage bereits beantwortet. Er macht im Grunde genau das, was ich vorschlagen wollte.

@CuriousOne Das bedeutet nur, dass BHs genau wie gewöhnliche Sterne eine negative Wärmekapazität haben. Das verletzt nichts, es beschleunigt nur die Energieübertragung und verlangsamt sie nicht.

@BenCrowell: Die negative Wärmekapazität stört mich nicht. Ich habe mich nur über die Behauptung gewundert, dass man eine BH mit Nichtgleichgewichtsthermodynamik analysieren muss. Ich glaube nicht, dass das der Fall ist, und ich glaube nicht, dass das wirklich das ist, was diese Zeitung tut. Es braucht nur das richtige Gedankenexperiment, um das System nahe dem Gleichgewicht zu modellieren, und der Autor und ich haben schließlich das gleiche Modell im Sinn.

@firtree Sie haben ein Flugzeug mit Gasatmosphäre darauf, die Planetengravitation sortiert Gaspartikel, also ist T nicht gleichmäßig, also ist H nicht maximal. Wechselwirkungen von Gaspartikeln, meinst du das ernst?

@MaratZakirov Bei einem solchen Planeten wäre die Wechselwirkung zwischen den Gaspartikeln und dem Planeten am wichtigsten. Wenn die Atmosphäre ein ideales Gas ist (und es keine Sonne gibt, um sie zu erwärmen), wäre T im Gleichgewicht aufgrund von Teilchenkollisionen gleichmäßig . Eine solche Atmosphäre würde der wiki:barometrischen Formel folgen . Der Planet sortiert Gasteilchen nicht nach Energie, weil sie zu viel Energie austauschen. Obwohl Planet Partikel in gewissem Sinne nach Masse sortiert .

@Tannenbaum $T$wird niemals einheitlich sein und deshalb ist die barometrische Formel ein Fehler. Siehe Lapse Rate in Wikipedia oder meine andere Frage physical.stackexchange.com/questions/595758/… . Ich habe auch eine Simulation gemacht (siehe Link), die genau das zeigt $dT/dh < 0$

@MaratZakirov Dieser Kommentarthread ist nicht der richtige Ort, um Ihre Simulationen zu diskutieren. Ihr Fehler ist, dass Ihr Modell keine Partikelkollisionen enthält , die für die Festlegung der Maxwell & Boltzmann-Verteilung entscheidend sind. Das, was Sie simulieren, ist also nicht das ideale Standardgas. Es ist das kollisionsfreie Gas und hat überhaupt kein thermodynamisches Gleichgewicht. Stattdessen bildet jedes Teilchen sein eigenes isoliertes Subsystem und tauscht keine Energie (und andere Größen) mit anderen Subsystemen aus. Bitte lesen Sie Lehrbücher, bevor Sie voreilige Schlüsse ziehen. Auch...

@MaratZakirov Auch in Bezug auf die reale Ausfallrate in der Erdatmosphäre ist ihre Ursache die Sonne, die die Erdoberfläche erwärmt und eine Konvektion auslöst. Die reale Atmosphäre hat Massen- und Energieflüsse und ist weit vom Gleichgewicht entfernt. In der Gleichgewichtsatmosphäre gäbe es ein einheitliches T, weil die eigentliche Definition von T darin besteht, dass es im Gleichgewicht gleichförmig ist. Siehe zum Beispiel Kittel C., Kroemer H. Thermal Physics .

@firtree Du liegst völlig falsch. Die Rate des trockenen adiabatischen Abfalls hat keine Beziehung zur Sonne, da sie adiabat ist ... Siehe Artikel in Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Lapse_rate#Dry_adiabatic_lapse_rate . Sie können auch meine Simulation dieses Prozesses im Link überprüfen, den ich Ihnen bereits zur Verfügung gestellt habe.

@MaratZakirov Ok, dies ist eine Q&A-Seite, keine Diskussionsseite, also habe ich die Diskussion beendet. Verzeihung.