?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

В канун нового года самое время подумать о времени: как совместить его однонаправленность с симметричностью относительно него почти всех физических законов? В поисках ответа читаю книжку любимого автора, специально посвященную развитию концепций пространства и времени со времен Эйнштейна.


Распад В-мезонов, который все-таки различает прошлое и будущее, он сразу отметает как возможный механизм стрелы времени, "поскольку эти частицы не играют практически никакой роли в определении свойств нашей повседневной действительности". Но среди гипотез, пытающихся разрешить проблему измерения в квантовой механике, он выделяет одну, а именно, гипотезу спонтанного коллапса волновой функции, как единственную, которая могла бы объяснить загадку времени – поскольку такой коллапс необратим. Но в пользу этой гипотезы, увы, пока нет и тени экспериментальных доказательств :(

Уже Больцман осознал, что те же самые соображения вероятности, из которых следует, что энтропия должна возрастать в будущем, применимы и к прошлому. Это означает, что вселенная, если она существует вечно, должна пребывать в состоянии "тепловой смерти", а все отклонения от него могут быть только случайными флуктуациями.

Зато вселенная, рожденная Большим взрывом, будет "заводным апельсином", если ее энтропия на раннем этапе была чрезвычайно мала, и гомогенность реликтового излучения считают подтверждением этой малости. Только вот кто же завел этот завод?

На эту роль автор сватает инфляционное расширение пространства, длившееся от 10-36 до 10-32 секунд после Большого взрыва. Состояние вселенной сразу после взрыва характеризовалось высокой энтропией, а экспоненциальное расширение резко энтропию уменьшило. Допустим, да только вот Грин пишет, что этот процесс не нарушил второго начала, потому что сопровождался увеличением энтропии (за счет образования частиц). И я, признаться, не понимаю, как увязать здесь концы с концами: как можно перевести высокоэнтропийное состояние в низкоэнтропийное с увеличением энтропии?

Годы, люди и народы
Убегают навсегда,
Как текучая вода.
В гибком зеркале природы
Звезды – невод, рыбы – мы,
Боги – призраки у тьмы.



Яцек Йерка. Урок ходьбы (фото отсюда)

Tags:

Posts from This Journal by “время” Tag

  • Кручина твоя – не причина

    Философская концепция детерминизма – это представление о том, что, зная предыдущее состояние мира, можно предсказать его последующее состояние.…

  • Всему времечко свое

    С Дэниелом Кляйном я была уже знакома, как с одним из соавторов прелестной маленькой книжки «Заходят в бар Платон и Платипус...». Платипус – это…

  • Формы тела и ума кто рубил, и кто ковал?

    Своей невероятной популярностью Эйнштейн обязан газетaм 1919 года – года полного солнечного затмения: они оповестили весь мир, что измеренное…

Comments

( 59 comments — Leave a comment )
evgeniirudnyi
Dec. 24th, 2014 08:00 am (UTC)
Зачем так делеко ходить? Ведь для необратимости времени достаточно взять храповый механизм. Возьмите физическую модель храпового механизма и попробуйте в ней обратить время вспять.
egovoru
Dec. 24th, 2014 01:49 pm (UTC)
Но ведь трудно предположить, что такой механизм лежит в основе вселенной? Когда-то говорили, конечно, о "clockwork universe" - но ведь и это была все же только метафора. Насколько я понимаю, речь идет о поисках некоего фундаментального закона, которым можно было бы объяснить течение времени.

Была бы очень признательна Вам за комментарии по поводу этого изменения энтропии в ходе инфляции, в котором я запуталась. Не знаю, читали ли Вы эту книжку, но в сети есть ее русский перевод, вот здесь соответствующая глава.
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 24th, 2014 03:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 24th, 2014 03:59 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 24th, 2014 04:38 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 01:55 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 25th, 2014 05:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 06:36 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 02:10 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 25th, 2014 05:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 06:51 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 25th, 2014 08:34 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 08:51 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 26th, 2014 09:00 am (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 26th, 2014 02:19 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 26th, 2014 05:10 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 26th, 2014 05:52 pm (UTC) - Expand
kurinn
Dec. 25th, 2014 10:29 am (UTC)
А что покажет храповой механизм? Мне кажется, для доказательства необратимости нужно показать, что в замкнутой системе, если состояние А полностью определяет состояние Б, то наоборот это соответствие не работает.
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 01:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 25th, 2014 05:18 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kurinn - Dec. 25th, 2014 05:35 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 25th, 2014 08:27 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kurinn - Dec. 25th, 2014 09:09 pm (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 26th, 2014 09:03 am (UTC) - Expand
(no subject) - kurinn - Dec. 26th, 2014 09:14 am (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 26th, 2014 10:16 am (UTC) - Expand
(no subject) - kurinn - Dec. 26th, 2014 11:42 am (UTC) - Expand
(no subject) - evgeniirudnyi - Dec. 26th, 2014 05:05 pm (UTC) - Expand
livejournal
Dec. 24th, 2014 08:38 am (UTC)
No title
User gershshpraihler referenced to your post from No title saying: [...] типа вот http://egovoru.livejournal.com/57286.html [...]
egovoru
Dec. 24th, 2014 01:56 pm (UTC)
Re: No title
А жаль, что Вы уже "не задаетесь вопросами о космогонии"! Судя по всему, Вы как раз смогли бы грамотно прокомментировать эту непонятную мне ситуацию с энтропией во время инфляции ;)
gershshpraihler
Dec. 24th, 2014 02:16 pm (UTC)
Re: No title
боюсь, этот комментарий попал роботу, а не моему юзеру.

лет через пять-десять, не всё сразу.
пока что учу азы.
Re: No title - egovoru - Dec. 24th, 2014 05:58 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 06:04 pm (UTC) - Expand
Re: No title - egovoru - Dec. 24th, 2014 06:25 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 06:34 pm (UTC) - Expand
Re: No title - freesopher - Dec. 24th, 2014 06:42 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 06:58 pm (UTC) - Expand
Re: No title - egovoru - Dec. 24th, 2014 06:49 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 07:17 pm (UTC) - Expand
Re: No title - egovoru - Dec. 24th, 2014 07:44 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 07:46 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 24th, 2014 06:51 pm (UTC) - Expand
Re: No title - egovoru - Dec. 25th, 2014 01:59 pm (UTC) - Expand
Re: No title - gershshpraihler - Dec. 25th, 2014 02:00 pm (UTC) - Expand
Re: No title - egovoru - Dec. 25th, 2014 09:45 pm (UTC) - Expand
kurinn
Dec. 25th, 2014 10:22 am (UTC)
Возрастание энтропии можно представить графиком, который будет стремиться к некому пределу, но никогда его не достигнет. То есть наклон его всегда будет ненулевой, а угол этого наклона (скорость энтропии) зависит от масштаба наблюдателя. Возрастание энтропии сопровождается возникновением неких новых участков "порядка" которым всегда есть куда разрушаться.
egovoru
Dec. 25th, 2014 02:39 pm (UTC)
Для того, чтобы энтропия могла все время возрастать (не важно, с какой скоростью), необходимо, чтобы ее исходный уровень был мал. Вопрос, соответственно, заключается в том, как могло получиться так, что Большой взрыв произвел на свет столь высокоупорядоченную систему? Грин вроде бы предлагает модель, согласно которой эта высокая степень упорядоченности возникла в результате инфляции, но, по-моему, он сам себе противоречит - либо я не до конца его поняла ;)

Там выше, в моем первом ответе уважаемому evgeniirudnyi, я дала ссылку на соответствующую главу русского перевода книжки Грина - может быть, Вам удастся понять автора лучше, чем удалось мне?
(no subject) - kurinn - Dec. 25th, 2014 05:41 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Dec. 25th, 2014 06:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kurinn - Dec. 25th, 2014 06:58 pm (UTC) - Expand
a_gorb
Dec. 25th, 2014 07:28 pm (UTC)
”читаю книжку любимого автора, специально посвященную развитию концепций пространства и времени со времен Эйнштейна”
Спасибо, надо то же почитать.

”И я, признаться, не понимаю, как увязать здесь концы с концами: как можно перевести высокоэнтропийное состояние в низкоэнтропийное с увеличением энтропии?”
Книжку еще не читал, просто посмотрел то место, на которое вы ссылаетесь («в сети есть ее русский перевод»)

Автор пишет (не в порядке, как у автора):
1. Такое огромное число частиц, как и книга с огромным числом страниц, заключает в себе огромное количество энтропии.
2. Результат, которого мы достигли с помощью инфляции, – гладкая, однородная пространственная протяженность.
3. гладкая и однородная кривизна пространства также имеет очень низкую энтропию; она высоко упорядочена по сравнению с дико вспученной, неоднородной пространственной кривизной. (… имеется много способов для пространства иметь разупорядоченную, неоднородную форму, но всего несколько способов, в которых оно может быть полностью упорядоченным, гладким и однородным).
4. инфляционный взрыв через разглаживание пространства и обеспечение однородного, низкоэнтропийного гравитационного поля создает огромный зазор между тем, каким был вклад гравитации в энтропию, и тем, каким он мог бы стать.
5. Полная энтропия возросла во время инфляции, но на совершенно незначительную величину по сравнению с тем, насколько она могла возрасти.

Таким образом, полная энтропия возросла за счет частиц. Однако, энтропия гравитации упала. Поэтому мы имеем состояние с наименьшей энтропией при таком числе частиц.
egovoru
Dec. 25th, 2014 09:11 pm (UTC)
Кажется, даже не "при таком числе частиц", а при таком объеме пространства. В последней главе той же книжки автор пишет, что максимальная энтропия некоей области пространства задается площадью ее поверхности.

Соответственно, если пространство резко расширилось за счет инфляции, то оно получило возможность вместить гораздо большее количество энтропии, чем до такого расширения. Правда, по такой логике любое расширение, даже не инфляционное, должно помогать в избежании тепловой смерти. Может, так оно и есть?

А книжка в целом, мне кажется, действительно заслуживает прочтения, хотя автор не строго придерживается в ней именно проблем пространства и времени, вынесенных в заглавие, а скорее делает этакий беглый обзор основных достижений физики 20-го века. Это вторая из трех, им пока что написанных.

Помню, что Вы высказывали мысль, что пространство и время могут оказаться вовсе не фундаментальными свойствами реальности, а композитными - следствием каких-то более глубоких ее свойств. Кажется, Грин тоже склоняется к этому - во всяком случае, он обсуждает такую возможность в своей последней главе.

Но все-таки лучшей из трех для меня остается его первая книжка, "Элегантная вселенная" - это рассказ о теории струн. Это была первая, которую я у него прочла, и она произвела на меня неизгладимое впечатление ;) Она получилась у автора какая-то очень личная - в хорошем смысле; ему удалось там передать атмосферу работы физика-теоретика.

В последней же его книжке, которая представляет собой обзор многообразия рассматриваемых в настоящее время моделей вселенной, я просто слишком мало поняла и окончательно запуталась ;)

Edited at 2014-12-26 06:20 pm (UTC)
a_gorb
Dec. 28th, 2014 08:19 am (UTC)
”Кажется, даже не "при таком числе частиц", а при таком объеме пространства.”
Наверное, все-таки частиц. Пустое пространство будет иметь минимальную энтропию. Ну и какая нам радость с этой пустоты?:)

”А книжка в целом, мне кажется, действительно заслуживает прочтения”
Уже начал читать, пока глава 1. Неплохо. Хотя автор на мой взгляд несколько многословен.

Позволю высказать несколько своих (дилетантских в этом вопросе) соображений. Можно вообще забыть об энтропии и рассматривать непосредственно то, что происходит с точки зрения теории вероятностей и кинетики. (Это как в механике Ньютона, можно забыть скажем об законе сохранения импульса и исходить непосредственно из законов Ньютона.) Такой подход может давать порой большее понимание. К тому же надо учитывать, что всякие термодинамические соотношения говорят о конечном состоянии, но ничего просто так не говорят о времени достижения этого состояния. Например, алмаз термодинамически нестабилен. Однако при обычных условиях он не превращается сам собой в графит и может существовать миллиарды лет. А скажем, при 1200С он превратится в графит быстро. Поэтому, говоря о крупных объектах и тем более о вселенной, надо учитывать, что время их перехода к равновесному состоянию вполне может оказаться больше их времени жизни.

О «стреле времени». Действительно, уравнения обратимы во времени. Пусть в какой-то момент все во вселенной пошло в обратном порядке. Заметит ли это хоть кто-то? Нет, не заметит. Поэтому о стреле времени можно говорить тогда, когда нечто движется в одном направлении, а другое нечто в другом.
Хорошо. Возьмем к примеру бильярд без трения, по которому катаются шары. Обратим скорости всех шаров на противоположные. Если мы это сделали абсолютно точно, то шары соберутся назад в треугольник. Однако бильярд не есть изолированная система, поэтому в результате взаимодействия с окружением возникнет погрешность в движении шаров назад по траектории и порядок и беспорядка не восстановится. Поэтому, на мой взгляд, если где-то локально и попытаться восстановить порядок из хаоса, то из-за отсутствия абсолютной изолированности такой системы порядок надолго не возникнет, если вообще возникнет.
(no subject) - egovoru - Dec. 28th, 2014 10:18 pm (UTC) - Expand
verum_corpus
Dec. 26th, 2014 03:08 pm (UTC)
По-моему, самое распространённое в мире событие - излучение фотона - относится к числу необратимых. Космос в результате нагрелся, а материя остыла.
egovoru
Dec. 26th, 2014 04:02 pm (UTC)
Если Вам покажут фильм, на который заснято это событие, в прямой и обратной прокрутке, Вы не сможете сказать, какая из них соответствует реальности - в этом смысле и говорят, что события такого рода обратимы. А вот посмотрев фильм про распад В-мезона, Вы сможете различить прямую и обратную прокрутку.

Надо сказать, что из книжки Грина я не поняла, почему возрастания энтропии недостаточно, как способа определения (задания) направления времени. Он обращается к ней только в главе о космогонии, а, пока говорит о квантовой механике, совсем ее не упоминает.

А самой-то мне легче всего представить себе бесконечную вселенную в состоянии тепловой смерти, в которой Большой взрыв, породивший столь низкоэнтропийную систему, что этого запаса хватает и до сего времени, представляет собой случайную флуктуацию ;)
verum_corpus
Dec. 26th, 2014 04:58 pm (UTC)
##### Если Вам покажут фильм, на который заснято это событие, в прямой и обратной прокрутке, Вы не сможете сказать, какая из них соответствует реальности #####

Если в кадре будет вся система, то смогу.
Ведь в реальности тела остывают, излучая в космос, а не нагреваются от него.
(no subject) - egovoru - Dec. 26th, 2014 05:58 pm (UTC) - Expand
verum_corpus
Dec. 28th, 2014 03:19 pm (UTC)
##### А самой-то мне легче всего представить себе бесконечную вселенную в состоянии тепловой смерти, в которой Большой взрыв, породивший столь низкоэнтропийную систему, что этого запаса хватает и до сего времени, представляет собой случайную флуктуацию ;) #####

По убедительности IMHO сильно не дотягивает до слонов на черепахе...
( 59 comments — Leave a comment )