¿Cómo la formación de un sistema solar no rompe la segunda ley de la termodinámica?

Question

Por favor, perdona: yo soy un profano en la materia, cuando se trata de la física y la cosmología, y han tratado de encontrar una respuesta a esto que yo pueda entender, sin suerte.

Como yo lo entiendo, el sistema solar evolucionó a partir de una enorme nube molecular. Para mí, esto parece romper la segunda ley de la termodinámica, como yo creo que sugiere orden del desorden.

Sé que debe haber algo mal con mi lógica, pero estoy muy atascado.

¿Alguien puede explicar esto en términos sencillos?

(Publicación tanto a la "Astronomía" y "Física", como parece que a la superposición de estos temas)

Answer 1

La pregunta es tratado con cierto detalle en este artículo de Juan Báez.

Aunque el artículo se supone sólo un conocimiento básico de la física es probablemente un poco demasiado para los no-físico así que voy a resumir. Como una nube de gas colapsa las partículas dentro de los que se limitan a un menor volumen de espacio por lo que la entropía asociada con su posición (llaman a esto $S_P$) va abajo - básicamente, el sistema se vuelve más ordenado. Sin embargo, como la nube colapsa, se calienta y la entropía asociada con la temperatura (llaman a esto $S_T$) sube. Los escombros de la nube eventualmente se enfríe por supuesto, pero que solo transfiere la entropía $S_T$ a los fotones radiados en el espacio. De todos modos, el cambio de entropía total para el colapso será:

$$ S_{total} = S_P + S_T $$

y sabemos que $S_P \lt 0$$S_T \gt 0$, por lo que los dos términos se cancelan uno al otro.

Sólo Juan Báez, muestra que no anulan completamente y la entropía total todavía va abajo y esta es, como dice usted, una violación de la segunda ley.

¿Qué falta en el cálculo de la entropía asociada con el campo gravitatorio. Ya ha habido varias preguntas relacionadas con esto, por ejemplo, Es la planitud de espacio que una medida de la entropía?, pero sospecho que estos serán en gran parte incomprensible para el profano. Baste decir que la materia que se desploma el aumento de la fuerza del campo gravitacional asociada con ella, y esto aumenta la entropía. Incluir este término y el total de entropía es positivo, la segunda ley no es violado.

El límite final de esto es para formar un agujero negro. A pesar de que un (clásica) agujero negro está completamente caracterizada por tres parámetros, la masa, espín y carga, un agujero negro tiene la máxima entropía posible para que el volumen de espacio que ocupa.

Answer 2

Como yo lo entiendo, el sistema solar evolucionó a partir de una enorme nube molecular. Para mí, esto parece romper la segunda ley de la termodinámica, como yo creo que sugiere orden del desorden.

Hay dos problemas aquí. Uno es el concepto de entropía como trastorno. Un número de la termodinámica de los textos ahora han descartado este concepto antiguo. Para una cosa, no ayuda en la comprensión de la entropía. Por otro, no es necesariamente correcta. ¿Qué es el "desorden"? Si el trastorno es sólo un sinónimo de un incremento en la entropía, explicando la entropía como una medida del desorden es una tautología sin sentido. Tienes que ser muy cuidadoso si "trastorno" significa algo más que eso.

El segundo problema, y esta es mucho más grande, que es que la segunda ley de la termodinámica no se aplica aquí. La segunda ley de la termodinámica se aplica a los sistemas aislados. Un colapso de la nube de gas no es un sistema aislado. Una vez que la nube de gas que se ha hundido lo suficiente se vuelve opaco. Irradia energía térmicamente. Que la energía radiada transportes de entropía a partir de la nube de gas, para el universo como un todo. La segunda ley se aplica a la nube de gas plus resto del universo, del sistema. No necesariamente se aplican a la nube de gas en sí.

De hecho, la entropía de la nube de gas, disminuye a medida que la nube se derrumba. No hay nada de malo con eso. Pensar de su acondicionador de aire. Giro su CA disminuye la entropía de su casa. Su CA transferencias de entropía desde su casa a la del aire circundante. El colapso de la nube de gas del mismo modo transferencias de entropía para el resto del universo.

Answer 3

Una buena, semi-técnica de discusión de un problema más general (como la post-Big-Bang de la evolución del universo, incluyendo la formación de galaxias, estrellas, etc., puede ser reconciliado con la 2ª Ley) se puede encontrar aquí: http://arxiv.org/abs/0907.0659

Es importante darse cuenta de que mientras que el conjunto de los átomos en el gas de la nube de hecho, como su intuición sugieren, perder la entropía durante la formación del Sol, la entropía total del universo aumenta debido a que los fotones emitidos durante el colapso de la nube de gas contribuir mucho más entropía. Esta emisión está bastante cerca de emisión de cuerpo negro, que es el máximo de entropía de forma de radiación. (Esto no es realmente "transporte" de la entropía; el recién creado cuerpo negro fotones agregar una cantidad significativa de la entropía en el universo, más que suficiente para compensar la pérdida de la entropía de los átomos.)

"La entropía asociada con el campo gravitatorio" (como la primera respuesta sugiere) es simplemente no es relevante.

Answer 4

La entropía y 2 de la ley, como es el desorden de un enorme malentendido (propagan por prestigiosos físicos no menos).

De hecho, en este tema hay varias física de las escuelas de pensamiento (y especialmente los de la termodinámica sabor) que toda esta discusión sobre una nueva base.

Se muestra que (por ejemplo en la obra del premio Nobel-laurato me Prigogine) cómo los sistemas lejos del equilibrio (un estado físico relacionado con la termodinámica y la 2ª ley de la vida, en realidad se presenta.

O más simple temrs esta es la vida / evolución. Todos estos de orden/desorden de cosas son en su mayoría irrelevantes, donde ni siquiera los que les enseñan a entender.

Para ver esto más claro, hacer esta:

Cuando un gas se llena uniformemente en un contenedor (un clásico de la termodinámica ejemplo) este es un trastorno para quién exactamente? Para que usted o que el mismo gas? Trastorno definido por quién (y con qué criterio)?

Como se puede ver en la anterior pregunta simple, esta orden/desorden de la terminología es totalmente sin sentido (como es el meaninglesness de la simultaneidad (para el especial de la relatividad de los ventiladores)).

Como uno de los carteles dijo una vez, uno puede poner a los animales en perfectamente ordenado jaulas, sin embargo, uno no tiene la vida de esta manera.

Thanx