Son las galaxias, las estrellas, los planetas, y en última instancia de la vida, en violación de la segunda ley de la termodinámica?

Question

¿Cómo podemos pensar acerca de la entropía en estas situaciones? Para mi el conocimiento de estas estructuras nacen de la interacción gravitatoria. Sin embargo, parece que la formación de estas estructuras organizadas conceptualmente viola la segunda ley de la termodinámica. Es este dilema surgido de mi comprensión deficiente de la termodinámica o son estas estructuras, en realidad, en una forma que desafía un incremento en la entropía?

Answer 1

Juan Báez tiene un bonito artículo en su sitio web que va en algunos detalles sobre esta cuestión.

Ampliamente, su intuición es correcta y que en el valor de cara, parece estructurado de sistemas nacen de casi habituales condiciones iniciales. Sin embargo, como (por ejemplo) una nube de gas se derrumba en una galaxia, que se calienta (ver el teorema del virial, un teorema de cualquier auto-respeto físico debe derivar al menos una vez). A medida que se calienta, se irradia, y la comparación de la entropía de la inicial en la nube y que el colapso de la nube y de la radiación emitida, usted encontrará que la entropía ha aumentado en general, y la segunda ley es seguro.

Answer 2

Un organismo vivo es muy compleja máquina biológica que parece desafiar las leyes de la termodinámica. El número de estados que un trozo de materia que forman una máquina se puede hacer en mucho menos que si ese trozo de materia en térmica y equilibrio químico en condiciones ambientales. Esto significa que las máquinas no pueden funcionar por mucho tiempo, si sólo pueden interactuar con un entorno que está en equilibrio térmico. Azar las perturbaciones causadas por el medio ambiente en el largo plazo, el compromiso de la máquina y deberá ser revertido por la máquina. Sin embargo, las leyes de la física no permiten la máquina para implementar un algoritmo que puede borrar información aleatoria del medio ambiente.

Tiempo de evolución es un unitario de asignación que siempre se asignan dos diferentes estados iniciales a dos finales diferentes estados. El estado final, a continuación, siempre contiene la información sobre el estado inicial. Para borrar la información que usted necesita para ser capaz de asignar dos diferentes estados iniciales para el mismo estado final, entonces el estado final ya no contienen la información sobre qué estado inicial dio lugar a ella. Pero esta es una prohibido proceso. Entonces, ¿cómo pueden los organismos vivos existen en absoluto?

Uno puede lidiar con este problema si la máquina es capaz de hacer contacto con otro medio de la cual se puede extraer energía a un menor entropía que desde su entorno local que es la causa de las perturbaciones que se necesita para invertir. En el caso de la vida en la Tierra, que el medio ambiente es la superficie del Sol, los fotones del Sol, tienen un muy bajo de entropía por unidad de energía en comparación con la energía del medio local aquí en la Tierra. Estos fotones (o de otras formas de energía que se deriva de ellos) puede ser utilizado para revertir las perturbaciones por el vertido de residuos de energía de baja entropía de la fuente en el medio local.

Aunque el número final de los estados de la máquina es menor que el número inicial de perturbado los estados de la máquina, el número total de estados, incluyendo los estados de los fotones puede entonces aumentar. Una asignación de uno a uno entre los estados inicial y final, ya no es incompatible con la máquina que puede revertir las perturbaciones y la devolución de un conjunto mayor de perturbado a los estados a un conjunto más pequeño de los estados.

Answer 3

La segunda ley de la termodinámica es simplemente la definición de la temperatura. ¿Cómo funciona la vida, en su opinión, negar la existencia de una escala de temperatura termodinámica?