Hrozí vesmíru tepelná smrt? Nebo platí zákon zachování entropie?

14. 10. 2020 9:07:07
V obecném povědomí je 2.zákon termodynamický, který říká, že se entropie objektů zvyšuje, např. hrníček se může rozbít, ale nemůže se sám spojit zpátky do původního stavu. Zákon zachování entropie musí být tedy nesmysl. Opravdu?

Kdy vlastně má 2. věta (zákon) termodynamická platit? Obvykle se formuluje, že platí pro samovolné procesy. Třeba česká Wiki tvrdí toto: "Spontánní procesy v uzavřených soustavách vždy odpovídají nárůstu entropie." Kde ale ve vesmíru existují uzavřené procesy? Snad vůbec nikde. Například o gravitaci je známo, že ji není možné odstínit. Světlo snadno zastavíte rukou, ta je neprůsvitná. Ale ničím nelze odblokovat gravitační pole. Z toho ale vyplývá, že ve vesmíru vlastně neexistuje žádný izolovaný objekt. Nebýt této neizolovanosti, pak by za působnosti 2.zákona byla záhada, kde se vzaly hvězdy a planety, tyto organizované objekty, které vznikly samovolně! Vznikly působením vlastního gravitačního pole z plynů ve vesmírů nebo z vesmírného "kamení" a prachu v případě některých planet. Že mohou být organizační procesy samovolné, je známo dávno. Dokonce za samoorganizační procesy v chemii dostal Ilja Prigogine už v roce 1977 Nobelovu cenu. Nevypadá to, že by v našem vesmíru fungovala dezintegrační tendence tak všeobecně, jak se nejednou tvrdí se smělým čelem.

Ono vůbec jasné pochopení toho, co je to entropie, trochu chybí. Termodynamická energie, tento podíl teplené energie a teploty, se těžko chápe ve zcela stejném smyslu jako třeba informační entropie v podání Clauda Shannona. V jeho pojetí je informace v podstatě opak entropie, tedy ji lze též označit za negentropii. Tady ale může nastat problém. Ve fyzice je totiž (i když zatím vágně) popisován zákon zachování informace, který je údajně velmi spolehlivý, podobně třeba jako zákon zachování energie. Formulaci tohoto zákona snad ani nelze nalézt (jedině snad pro kvantovou informaci), ale byla to ústřední představa v bitvě mezi Stephenem Hawkingem a Lonardem Susskindem, který se vedl o tzv. paradox černé díry. Ten spočíval v tom, že vše, co spadne do černé díry, v ní zmizí, a s tím zmizí z vesmíru i nějaké množství informace. Susskind prokázal svou genialitu a nad Hawkingem po mnoha letech zvítězil, což veřejně uznal i Hawking. (Ten ostatně není až tak neskutečně geniální, aby byl srovnáván třeba s Einsteinem, jak se prodává v médiích. Viz třeba: Byl Stephen Hawking tak geniální jako Albert Einstein?) Současná představa je, že se tato informace zachování na horizontu černé díry, že tam "ztuhla" zastavením času.

Jestliže se ale informace zachovává, tedy zachovává se negentropie, musí být i entropie pořád stejně, nemůže se ztrácet! Toto lze také podpořit úvahou, že informace, tedy negentropie, je vlastně rozdíl, spád, který je zdrojem pohybu, energie. A pro tu je zákon zachování ověřen. (Např. kdyby byla všechna písmena stejná, ne rozdílná, nenesla by žádnou informaci.) Ano, jsou to úvahy dost vágní, hypotetické. Mám je v hlavě už mnoho let a nikdy nebyl čas se do přemýšlení nad tímto problémem pořádně pustit. Berte tyto úvahy tedy spíše jen jako brainstorming. Ale napadlo mě, že se informace a tedy entropie jen přesouvá, neztrácí. Třeba u tepla si dva různě teplé objekty začnou teplo vyměňovat, rozdíl teplot mezi nimi se snižuje, entropie roste, ale rozdíly mezi pohyby molekul či atomů souhrnně obou objektů se zvyšují, statistické rozdělení rychlosti částic se stává strmějším. (Neg)entropie se přesouvá mezi strukturními úrovněmi, tady z úrovně těles na úroveň částic.

Tyto úvahy se stávají o něco nadějnějšími, když člověk nalezne třeba právě níže uvedenou formulaci v učebnici, třebaže vydané Jihočeskou univerzitou pro střední školy: "Zákonem zachování informace se zde myslí princip, kdy z úplné znalosti jednoho stavu systému (např. vesmíru), tedy ze znalosti všech vlastností jednotlivých elementárních částic v daném okamžiku lze jednoznačně odvodit stav předchozí nebo následující (bez ohledu na to, jestli my jako pozorovatelé někdy můžeme tu úplnou znalost získat, jako že nejspíš ne). Takový princip jinde ve fyzice funguje, tak by bylo škoda, aby jej kazily právě černé díry." Takové zmínky o zákonu zachování informace jsou ale výjimečné a těžko ho najdete exaktně formulovaný a empiricky ověřený.

Ale i kdyby zákon růstu entropie nakrásně platil, tak pokud se vrátíme k jeho podmínce platnosti, samovolnosti, tedy že platí pouze, když nepůsobí žádné vnější podněty, máme malý problém. Copak na náš vesmír nepůsobí nic zvenku? A odkud se tedy bere temná energii, která náš vesmír nafukuje stále rychleji a přidává mu tedy i hmotnost. Ta tvoří dokonce většinu našeho vesmíru. A je docela možné, že i temná hmota se nenalézá v našem vesmíru, ale mimo něj, tedy nenechává náš vesmír vyvíjet samovolně (viz třeba Jsou temná hmota a temná energie vůbec v našem vesmíru?). Vždyť byla zřejmě "krystalizačním centrem" galaxií ve vesmíru.

Autor: Jan Fikáček | středa 14.10.2020 9:07 | karma článku: 39.62 | přečteno: 2882x

Další články blogera

Jan Fikáček

Nahraďte svou ženu a děti umělou trpělivostí (inteligencí?)!

Tak jo, uznávám, že ženu a děti nelze umělou inteligencí nahradit ve většině případů, ale v jednom by to asi šlo, ne? :)

20.3.2024 v 9:07 | Karma článku: 21.69 | Přečteno: 617 | Diskuse

Jan Fikáček

Mašínové: Padouch nebo hrdina, my jsme jedna rodina!

Film Bratři o skupině Mašínů dostal v sobotu cenu za nejlepší film roku na Českém lvu. Jeho tvůrce na večeru prohlásil, že to byli hrdinové. Tak se pojďme podívat na jejich činy.

11.3.2024 v 9:07 | Karma článku: 45.70 | Přečteno: 6277 | Diskuse

Jan Fikáček

Jak nás intuice vede na scestí v otázce, co je to realita

V hollywoodských filmech často nějaký hrdina, astronaut nebo detektiv, vyřeší problém intuicí. Když selže rozum a důkazy, intuice zaskočí. Jenže intuice není vždy spásné řešení, někdy tomu řešení naopak brání..

27.2.2024 v 9:07 | Karma článku: 30.29 | Přečteno: 2107 | Diskuse

Jan Fikáček

Dá se v padesáti naučit anglicky?

Mnohokrát jsem slyšel názor, že pokud se člověk nenaučí nějaký cizí jazyk do třiceti, už se ho nenaučí nikdy. A proto když jsme se přestěhovali s rodinou před tímto mým věkem do Belgie, ani jsem se nový jazyk naučit nesnažil.

13.2.2024 v 9:07 | Karma článku: 39.56 | Přečteno: 7005 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (3) - přírodní červená

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

28.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 13.13 | Přečteno: 125 | Diskuse

Zdenek Slanina

Problém co začal už Arrhenius: Kysličník uhličitý a doba ledová - a teď i sopečné aktivity

Už S. Arrhenius řešil vztah obsahu CO2 v atmosféře i k době ledové. Tehdy hlavně ukázal, že jeho navyšování v atmosféře povede k nárůstu její teploty. Nyní výzkumy z univerzity v Sydney ukazují na roli sopek v nástupu ochlazování.

26.3.2024 v 5:22 | Karma článku: 24.46 | Přečteno: 514 |

Martin Tuma

Berte Viagru, dokud si na to vzpomenete

Rozsáhlá studie odhalila významné snížení výskytu Alzheimerovi nemoci u pravidelkných uživatelů Viagry

25.3.2024 v 14:17 | Karma článku: 13.60 | Přečteno: 303 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

25.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 14.44 | Přečteno: 189 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.

21.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.12 | Přečteno: 293 | Diskuse
Počet článků 307 Celková karma 31.94 Průměrná čtenost 3139

Vystudoval chemii (SŠ), kybernetiku, řízení, ekonomii a teorii systémů (interdisciplinární studia - VŠ), je obecně uvažujícím člověkem někde na pomezí mezi přírodními vědami a filosofií. Roky vyučoval filosofii fyziky a virtuální reality na PřF a MFF UK v Praze. Od září 2021 Ph.D. se zaměřením na filosofii fyziky a matematiky. Pracoval jako evropský expert pro "Future Technologies", 7 let pak v jedné z nejvyšších evropských pozic v počítačové bezpečnosti. Momentálně finanční expert na evropské úrovni. V letech 1991-7 byl předsedou společnosti Mensa ČR. Je členem světové vědecké Společnosti pro filosofii času. Absolvent Oxfordského kurzu Filosofie vědy. Více informací zde.

Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
 
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...