Esitän termodynamiikan kaksi ensimmäistä pääsääntöä seuraavasti:
1) Kokonaisenergian määrä ei muutu.
2) Kokonaisenergian järjestys ei lisäänny.
Avaruuden massan lämpötilan (3 K) perusteella maailmankaikkeuden kokonaisenergia on lähes täydellisessä järjestyksessä. Alkuräjähdysteorian mukaan alussa kokonaisenergia oli äärimmäisen kuumassa epäjärjestyksen tilassa, josta se sitten laajentuessaan viileni eli järjestys sen kun vain lisääntyi 2. pääsäännön vastaisesti. Tässä tapauksessa järjestyskäsitys perustuu lämpötilaan.
Arkijärjen mukaan näyttäisi siltä, että jos termodynamiikka pitää paikkansa, niin alkuräjähdysteoria ei pidä. Voiko tilanne olla näin yksinkertainen?
1) Kokonaisenergian määrä ei muutu.
2) Kokonaisenergian järjestys ei lisäänny.
Avaruuden massan lämpötilan (3 K) perusteella maailmankaikkeuden kokonaisenergia on lähes täydellisessä järjestyksessä. Alkuräjähdysteorian mukaan alussa kokonaisenergia oli äärimmäisen kuumassa epäjärjestyksen tilassa, josta se sitten laajentuessaan viileni eli järjestys sen kun vain lisääntyi 2. pääsäännön vastaisesti. Tässä tapauksessa järjestyskäsitys perustuu lämpötilaan.
Arkijärjen mukaan näyttäisi siltä, että jos termodynamiikka pitää paikkansa, niin alkuräjähdysteoria ei pidä. Voiko tilanne olla näin yksinkertainen?
Vastaukset 5
Vanhimmat
Alkuräjähdys ei sodi termodynamiikkaa vastaan. Kun aine syntyi inflaatiovaiheen jälkeen, universumi oli lähes homogeenisessa tilassa, jonka voisi äkkiä ajateltuna luulla tarkoittavan epäjärjestystä. Mutta gravitaation ollessa varhaisessa maailmankaikkeudessa ylivoimainen dominoiva voima, on homogeenisuus erittäin järjestäytynyt tila. Kun aineen kasaantuminen on alkanut päätyen galakseihin, on entropia samalla lisääntynyt.
Asia on selostettu varsin seikkaperäisesti esimerkiksi Greenen kirjassa "Kosmoksen rakenne"
Termodynamiikka ja informaatioteoria linkittyvät toisiinsa niin, että entropian käsite mittaa "puuttuvaa" informaatiota. Eli korkea epäjärjestys = paljon puuttuvaa informaatiota; korkea järjestys = paljon saatavilla olevaa informaatiota.
Kokonaisnenergian järjestys ei lisäänny? Miten sitten suhtaudut siihen, että esim. vety kulkee päinvastaiseen suuntaan termodynaamisesti kuin jotkut muut raskaammat atomit. On selvää, että raskas ja osista koostuva esim 20 protonista koostuva aine hajoaa energian lisääntyessä. Mutta entä jos koostuu 1 protonista. Se ei voi hajota protonitasolla, vaan vain kvarkkitasolla.
Vedyn kanssa onkin niin, että se mitä kylmempi lämpötila on sitä enemmän se lämpiää. Eli ensin alkaa absoluuttisen nollapisteen lähellä sulaa ja sitten vähän lämpimämmässä kiehua jne. Entä millaista se on absoluuttisen nollapisteen toisella puolen? Onko se puhdasta massaa siellä?
Massaa - Sulaa - kiehuu - höyrystyy - kaasuuntuu - Nesteytyy H2O - Kasautuu Uraaniksi
Muuttuu raskaammasta ja isommasta kohden pienempää, mutta sitten taas pienestä kohden isompaa eli Uraania.
Kun taas 20 atomin aine
Muuttuu toiseen suuntaan kohden isommasta pienempää.
Hajoaa - Kokoontuu - Hajoaa - Kokoontuu
Massa - Neste - Kaasu - Neste (vesi) - Massa - Neste - Kaasu - Neste (Plasma) - Massa
absolu. nolla - lämpimämpi - lämpimämpi - lämpimämpi - lämpimämpi - lämpimämpi
-
Aloittajalle tiedoksi: asia on seuraavasti:
1) Kokonaisenergian määrä pysyy nollassa eli energiaa ei ole. Toisin sanoen tyhjästä ei nyhjästä. Tämä on suhteellisuusteorian sisältö: aineen sisältämä positiivinen energia (E=mc2) jaksaa käyristää aika-avaruutta juuri sen verran että aine saa saman verran negatiivista liike-energiaa. Joten kokonaisenergian summa on nolla.
2) Kokonaisenergian (jota ei ole) järjestys vähenee mutta samalla järjestyksen hajonta kasvaa.
Lisään nyt uuden pääsäännön.
x) Koska kokonaisenergiaa ei ole, ei sen järjestystä myöskään ole, joka voisi vähetä tai jonka hajonta voisi kasvaa. Tämä kumoaa pääsäännöt 1 ja 2.
En menisi tekemään tyhjäksi kokonaisenergian käsitettä, koska se on palvellut hyvin tarkoitustaan. Sen sijaan aion seuraavaksi ikäänkuin pönkittää sitä alapuolelta.
1) Energia on kyky vaikuttaa.
2) Kaikki aine on energiaa.
3) Kvantti on pienin mahdollinen määrä energiaa.
4) Kokonaisenergia on kaikki kvantit.
5) Kokonaisenergian määrä ei muutu.
6) Kokonaiseergian järjestys ei lisäänny.