Entropija ir sudėtingumas

[Augustas]

Lieka neatsakytas klausimas is kur ir kodel ta visata prisipute isviso

Hipotezė maždaug tokia, kad už šį reikalą atsakingas tam tikras energijos laukas (pvz, sudarytas iš Higso bozonų: http://arxiv.org/abs/0710.3755), kuris pradžioje buvo itin aukštame energijos lygmenyje. Kadangi toks lygis nestabilus, anksčiau ar vėliau jis perėjo į žemesnį energijos lygmenį, sugeneruodamas žiauriai daug materijos ir kitokių dalelių bei sukurdamas stiprią atstūmimo jėgą. Infliaciją sukeliančias daleles tikimasi rasti ekeperimentiškai dalelių greitintuvuose.

Lionginai, atsiprašau, ką reiškia "aukštas energijos lygmuo" ir kuo jisai skiriasi nuo "žemesnio energijos lygmens"? Ar Jūs turite minty energijos tankumą (t.y. energijos kiekį, tenkantį tūrio vienetui), kuris iš didesnio pereina į mažesnį, ar dar kažką kitą?

[Lionginas]

Lionginai, atsiprašau, ką reiškia "aukštas energijos lygmuo" ir kuo jisai skiriasi nuo "žemesnio energijos lygmens"? Ar Jūs turite minty energijos tankumą (t.y. energijos kiekį, tenkantį tūrio vienetui), kuris iš didesnio pereina į mažesnį, ar dar kažką kitą?

Paprasčiausias energijos lygio pavyzdys - elektronas, skriejantis orbita aplink atomo branduolį. Elektronas gali užimti tik tam tikras orbitas, kurios ir ir apibūdina galimus energijos lygius: kuo arčiau branduolio, tuo energijos lygis didesnis. Elektronui peršokant į tolesnę nuo branduolio orbitą, į žemesnį energijos lygmenį, energijos skirtumas išspinduliuojamas šviesos pavidalu. Ir atvirkščiai - papildomos energijos impulsas gali priversti elekroną peršokti į aukštesnį energijos lygmenį, arčiau branduolio.

Tai iš šiuo atveju kažkas panašaus - labai aukšto energijos lygmens laukas (tam tikros dalelės, dar vadinamos inflatonais), peršoka į žemesnį lygmenį, kaip energijos perteklių išskiriantis daug daug visko.

[Plikas]

Lionginai, atsiprašau, ką reiškia "aukštas energijos lygmuo" ir kuo jisai skiriasi nuo "žemesnio energijos lygmens"? Ar Jūs turite minty energijos tankumą (t.y. energijos kiekį, tenkantį tūrio vienetui), kuris iš didesnio pereina į mažesnį, ar dar kažką kitą?

Paprasčiausias energijos lygio pavyzdys - elektronas, skriejantis orbita aplink atomo branduolį. Elektronas gali užimti tik tam tikras orbitas, kurios ir ir apibūdina galimus energijos lygius: kuo arčiau branduolio, tuo energijos lygis didesnis. Elektronui peršokant į tolesnę nuo branduolio orbitą, į žemesnį energijos lygmenį, energijos skirtumas išspinduliuojamas šviesos pavidalu. Ir atvirkščiai - papildomos energijos impulsas gali priversti elekroną peršokti į aukštesnį energijos lygmenį, arčiau branduolio.

Tai iš šiuo atveju kažkas panašaus - labai aukšto energijos lygmens laukas (tam tikros dalelės, dar vadinamos inflatonais), peršoka į žemesnį lygmenį, kaip energijos perteklių išskiriantis daug daug visko.

Dėkui už infliacijos teorijos paaiškinimą, tikrai įdomiai susiskaitė. Norėčiau tik pataisyti, kad su elektronais atvirkščiai: aukštesnėse orbitalėse "skraidantys" elektronai turi daugiau energijos ir kvantus išspinduliuija peršokdami į žemesnes (arčiau branduolio esančias) orbitales.

[Lionginas]

Norėčiau tik pataisyti, kad su elektronais atvirkščiai: aukštesnėse orbitalėse "skraidantys" elektronai turi daugiau energijos ir kvantus išspinduliuija peršokdami į žemesnes (arčiau branduolio esančias) orbitales.

O taip, tikrai, dėkui už pataisymą.

[Augustas]

Dėkui Lionginui ir Plikajam už paaiškinimus. Dabar daug geriau suprantu, apie ką eina kalba šioje temoje.

[Vilius]

Manoma, kad pati didžiausia tvarka (mažiausia entropija) buvo prieš didijį sprogimą, kuomet energija buvo pasiskirsčiusi itin tolygiai.

Pradzioje tolygiai ir labai tankiai pasiskirsciusi materija (entropija maksimali)

Džentelmenai, jūs iš lygiai tos pačios prielaidos darote priešingas išvadas. Tai kokia buvo ta tolygiai pasiskirsčiusios visatos entropija - minimali, ar maksimali?

[Vilius]

Pradzioje tolygiai ir labai tankiai pasiskirsciusi materija (entropija maksimali), tada staigus visatos "priputimas", kuris paliko tokius vat gana tvarkingus "itrukimus"

Tegul bus, kaip tu sakai - visatos pradžioje materija susigrupavo į pirmus gabalus dėl smulkių netobulumų pradinės visatos struktūroje. Mano klausimas yra, kodėl ji neliko toje (sąlyginai) aukštos entropijos būsenoje. Kam jai reikėjo toliau grupuotis į vis sudėtingesnius darinius, ir tokiu būdu dar labiau sumažinti entropiją (bent jau lokaliai)?

[Lionginas]

Džentelmenai, jūs iš lygiai tos pačios prielaidos darote priešingas išvadas. Tai kokia buvo ta tolygiai pasiskirsčiusios visatos entropija - minimali, ar maksimali?

Minimali. Maža entropija = didelė tvarka.

Mano klausimas yra, kodėl ji neliko toje (sąlyginai) aukštos entropijos būsenoje. Kam jai reikėjo toliau grupuotis į vis sudėtingesnius darinius, ir tokiu būdu dar labiau sumažinti entropiją (bent jau lokaliai)?

Nėra vieno dėsnio, dėl kurio vyksta grupavimasis į vis sudėtingesnius darinius. Pavyzdžiui, žvaigždžių susidarymą lemia vieni procesai, gyvų organizmų - visai kiti. Reikia imti konkretų žingsnį ir aiškintis, kodėl taip vyksta. Tai čia viena. Kita - grupavimasis nebūtinai reiškia, kad mažėja entropija, kad atsiranda daugiau tvarkos. Imkime pavyzdį, žvaigždžių susiformavimą. Turime dujų debesį, kuris po truputį traukiasi. Šia prasme entropija mažėja, nes atomai krenta į debesį, vis labiau apribojama jų judėjimo laisvė ir erdvė. Tačiau traukdamasis dujų debesis kaista, ir atiranda vis daugiau momento būsenų (iš Heizenbergo neapibrėžtumo proncipo), kurias gali užimti atskiros dalelės. Šiokiu tokiu skirtumu entropija tokioje sistemoje kažkiek sumažėja, tačiau į aplinką išspinduliuojami dideli kiekiai fotonų, kurie sušildo (ne tiesiogiai, o, pavyzdžiui, per gyvus organizmus) kitus Visatos objektus. Taigi Visatoje, kaip uždaroje sistemoje, entropijos kiekis išauga. Sumažėjimas - tik lokalus.

Jei klausimas yra kodėl apskritai entropija lokaliai kartais mažėja, tai atsakymas gali būti tiesiog "o kodėl ne"? Tiesiog yra Visatoje jėgų, tokių kaip gravitacija, kurios veikia taip, kaip veikia, ir tos veiklos rezultate kažkur lokaliai entropija sumažėja. Čia nėra anomalija, o tik kažkas, ko visai realu tikėtis, turint gravitaciją. Todėl manau, kad toks klausimas yra nelabai prasmingas, nes jis tarytum suponuoja, kad turėtų būti kažkokia viena jėga ar vienas principas, nulemiantis lokalų entropijos sumažėjimą visais atvejais. Bet tokio principo nėra, entropija - išvestinis dydis, gaunamas "susumavus" visas galimas uždaros sistemos kvantines būsenas. Pačios sistemos viduje tos būsenos gali persiskirstyti įvairiai - vienur jų gali daugėti, kitur - mažėti, ir visa tai priklauso tikrai ne nuo vieno reiškinio.

[fizikanas]

Lionginai nenusisnekek.

The universe was in a uniform, high density state at its very early stages, shortly after the big bang. The hot gas in the early universe was near thermodynamic equilibrium (giving rise to the horizon problem) and hence in a state of maximum entropy, given its volume.

http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_%2 ... #Cosmology

[fizikanas]

Pradzioje tolygiai ir labai tankiai pasiskirsciusi materija (entropija maksimali), tada staigus visatos "priputimas", kuris paliko tokius vat gana tvarkingus "itrukimus"

Tegul bus, kaip tu sakai - visatos pradžioje materija susigrupavo į pirmus gabalus dėl smulkių netobulumų pradinės visatos struktūroje. Mano klausimas yra, kodėl ji neliko toje (sąlyginai) aukštos entropijos būsenoje. Kam jai reikėjo toliau grupuotis į vis sudėtingesnius darinius, ir tokiu būdu dar labiau sumažinti entropiją (bent jau lokaliai)?

Cia jau reiketu irodyti, kad entropija toliau mazejo. Na isivaizduok daugybe daleliu yra turyje A ir jos visos del slegio juda i turi B, taippat, i turi B juda daleles is turio C. Bendra sistemos entropija dideja, taciau susidurusios daleles turyje B susijungia i atoma. Cia aisku tik spejimas, bet esme, kad bendrai entropijai didejant imanomas atsiradimas is paziuros sudetingu strukturu. Panasiai, kaip ir zemeje atrodo, kad zmoniu deka entropija mazeja, kai zmones stato namus ir sudetingas masinas, taciau ziuredami vien i skaicius, matysime, kad tai nepadengia entropijos didejimo del naftos deginimo ar urano atomu skaldymo.

[Lionginas]

Lionginai nenusisnekek.

The universe was in a uniform, high density state at its very early stages, shortly after the big bang. The hot gas in the early universe was near thermodynamic equilibrium (giving rise to the horizon problem) and hence in a state of maximum entropy, given its volume.

http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_%2 ... #Cosmology

Paskaityk prašau ir sekančius sakinius, nes trauki iš konteksto kaip koks profesionalus kreacionistas:

The universe was in a uniform, high density state at its very early stages, shortly after the big bang. The hot gas in the early universe was near thermodynamic equilibrium (giving rise to the horizon problem) and hence in a state of maximum entropy, given its volume. Expansion of a gas increases its entropy, however, and expansion of the universe has therefore enabled an ongoing increase in entropy. Viewed from later eras, the early universe can thus be considered to be highly ordered. The uniformity of this early near-equilibrium state has been explained by the theory of cosmic inflation.

Toje būsenoje, Visata gali ir buvo maksimalios įmanomos entropijos ("given it's volume" - tavo pacituotame sakinyje), tačiau, lyginant su dabar esančia entropija, ji buvo kur kas mažesnė. Taigi, nuo itin mažos entropijos tapo didele.

[fizikanas]

Lionginai nenusisnekek.

The universe was in a uniform, high density state at its very early stages, shortly after the big bang. The hot gas in the early universe was near thermodynamic equilibrium (giving rise to the horizon problem) and hence in a state of maximum entropy, given its volume.

http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_%2 ... #Cosmology

Paskaityk prašau ir sekančius sakinius, nes trauki iš konteksto kaip koks profesionalus kreacionistas:

The universe was in a uniform, high density state at its very early stages, shortly after the big bang. The hot gas in the early universe was near thermodynamic equilibrium (giving rise to the horizon problem) and hence in a state of maximum entropy, given its volume. Expansion of a gas increases its entropy, however, and expansion of the universe has therefore enabled an ongoing increase in entropy. Viewed from later eras, the early universe can thus be considered to be highly ordered. The uniformity of this early near-equilibrium state has been explained by the theory of cosmic inflation.

Tai cia sako apie ankstyva visata po infliacijos. Pries infliacija entropija buvo maksimali ar artima tokiai.
Chronologija mazdaug tokia:
1. Maksimali entropija, minimalus turis, maksimalus tankis
2. prasideda infliacija, dideja turis, mazeja tankis (bendrai, bet netolygiai), dideja maksimali imanoma entropija
3. entropija maza duotam jau padidejusiam turiui (del netolygaus tankio sumazejimo), bet ne minimali (kas reikstu maziausia teoriskai imanoma, kokia ji niekada nebuvo)

[Lionginas]

Tai cia sako apie ankstyva visata po infliacijos. Pries infliacija entropija buvo maksimali ar artima tokiai.
Chronologija mazdaug tokia:
1. Maksimali entropija, minimalus turis, maksimalus tankis
2. prasideda infliacija, dideja turis, mazeja tankis (bendrai, bet netolygiai), dideja maksimali imanoma entropija
3. entropija maza duotam jau padidejusiam turiui (del netolygaus tankio sumazejimo), bet ne minimali (kas reikstu maziausia teoriskai imanoma, kokia ji niekada nebuvo)

Aš be reikalo pavartojau žodį "minimali", automatu atsakydamas į Viliaus klausimą "minimali ar maksimali". Visur tik lyginu dabartinę entropiją su buvusia anuomet, todėl prašau taip ir interpretuoti.

[Lionginas]

Cia jau reiketu irodyti, kad entropija toliau mazejo. Na isivaizduok daugybe daleliu yra turyje A ir jos visos del slegio juda i turi B, taippat, i turi B juda daleles is turio C. Bendra sistemos entropija dideja, taciau susidurusios daleles turyje B susijungia i atoma. Cia aisku tik spejimas, bet esme, kad bendrai entropijai didejant imanomas atsiradimas is paziuros sudetingu strukturu. Panasiai, kaip ir zemeje atrodo, kad zmoniu deka entropija mazeja, kai zmones stato namus ir sudetingas masinas, taciau ziuredami vien i skaicius, matysime, kad tai nepadengia entropijos didejimo del naftos deginimo ar urano atomu skaldymo.

Praktiškai visa žmonių veikla (nuo judėjimo iki bet ko, kas vartoja energiją), virsta šiluma, o tai didina aplinkos entropiją. Vien būdamas gyvas žmogus išskiria tiek šilumos, kiek 100W prietaisas.

[Vilius]

Nėra vieno dėsnio, dėl kurio vyksta grupavimasis į vis sudėtingesnius darinius.

Tas mane ir nervina. Jei kažkas kartojasi vėl ir vėl, kažkaip savaime norisi įžiūrėti tame pasikartojime dėsningumą.

Kas nori lažintis iš nedidelės sumos, kad per šį šimtmetį informatikai išlauš kokią fraktalinę sudėtingumo teoriją, kuri paaiškins visus tuos "atsitiktinumus"? (ok, aš šiaip ar taip nedagyvensiu, tai galim lažintis ir iš didelės sumos)

[Augustas]

Nėra vieno dėsnio, dėl kurio vyksta grupavimasis į vis sudėtingesnius darinius.

Tas mane ir nervina. Jei kažkas kartojasi vėl ir vėl, kažkaip savaime norisi įžiūrėti tame pasikartojime dėsningumą.

Kas nori lažintis iš nedidelės sumos, kad per šį šimtmetį informatikai išlauš kokią fraktalinę sudėtingumo teoriją, kuri paaiškins visus tuos "atsitiktinumus"? (ok, aš šiaip ar taip nedagyvensiu, tai galim lažintis ir iš didelės sumos)

Aš lažinčiausi, bet kad palaikau Viliaus poziciją, tai Viliui neoponuosiu. Taigi man teks nusišalinti.

[Lionginas]

Kas nori lažintis iš nedidelės sumos, kad per šį šimtmetį informatikai išlauš kokią fraktalinę sudėtingumo teoriją, kuri paaiškins visus tuos "atsitiktinumus"?

Bet čia nėra nieko panašaus į atsitiktinumus. Tiesiog yra daug įvairių reiškinių, kurių dėka kai kur lokaliai entropija sumažėja. Dauguma tų atvejų jau yra paaiškinti.

Arba aš nelabai suprantu, kame būtent čia yra problema, tai jei gali - patikslink.

[Vilius]

Tiesiog yra daug įvairių reiškinių, kurių dėka kai kur lokaliai entropija sumažėja.

O gal yra vienas principas, kuris slypi už visų tų "įvairių reiškinių", kuriuos jūs bandote paaiškinti atskirai? Gal tiesiog mes dar jo neradome?
Neabejoju, kad iki gravitacijos atradimo žmonės turėjo kirviu tašytas teorijas, kurios atskirai paaiškino obuolių kritimą bei planetų judėjimą. Bam, atsirado gravitacija, ir abu reiškinius tapo įmanoma paaiškinti vienu būdu. Taip jau nutinka - progresas. Aš aišku nežinau, koks yra tas principas. Aš net nežinau, ar jis yra. Tiesiog fantazuoju.

Ok. Pradžiai, ar mes galime sutarti, kad visata, bendrai paėmus, turi tendenciją tapti vis sudėtingesnė. Nes aš tą rašiau kaip prielaidą. Visgi, dabar suabejojau net ir tuo.