Математическата загадка на ентропията: Какво ни учат черните дупки за Вселената
Ентропията е една от тези страховито дълбоки концепции, които образуват ядрото на цели области на физиката (в този случай на термодинамиката), която за жалост е толкоз математически комплицирана, че е мъчно да се изясни на понятен език. Но ще опитаме.
" Всеки път, когато видя думата ентропия, обичам да я замествам с фразата „ броене на броя способи, по които мога да пренаредя един сюжет, като го оставя значително същия “. Съгласен съм, това е малко дълго, тъй че ще се придържаме към термина ентропия ", сподели Пол М. Сътър, теоретичен космолог и професор-изследовател в Института за напреднали компютърни науки към университета Стоуни Брук.
Astrophysicist: Black Holes Actually Consume Entropy
— ScienceAlert (@ScienceAlert)
Ставате сутринта през уикенда и решавате най-сетне да се заемете с монументалната задача да си почистите и подредите спалнята.
Чистите, сгъвате и прибирате облеклата си. Оправяте си чаршафите. Тупате си възглавниците. Подреждате чекмеджето за долни дрехи.
След часове старания се заемате с отмора, с цел да се порадвате на работата си, само че стартирате да усещате възходящото възприятие на безпокойствие в стомаха си. Защото знаете, че не след дълго хаосът още веднъж ще ви застигне.
Вие инстинктивно знаете това, тъй като има единствено един единствен метод да имате идеално подредена стая и всичко да е постоянно на мястото си.
" Има единствено един метод тъкмо този сюжет да ви се случи. Тъй като към този момент сте осведомени с термина, можете да се чувствате свободни да го употребявате като кажете, че идеално чистата стая има доста ниска ентропия ", сподели проф. Сътър.
Сега дано въведем малко хаос. Взимате един чорап и го хвърляте в стаята си. Вече е разбъркано.
Можете да поставите количествено измерима мярка на тази разхвърляност. Вашият уединен чорап може да е на пода. Може да е на леглото. Може да стърчи на половина от някое чекмедже.
Има няколко метода, по които можете да осъществите този сюжет - появяването на един неподреден чорап в стаята ви - като в същото време запазите общата картина същата. Ентропията е по-висока.
И тогава вашето куче, или вашите деца, или вашето куче и деца нахлуват в стаята. Настъпва безпорядък.
Нищо не е там, където би трябвало да бъде, и има съвсем безконечен брой способи да се реализира същото равнище на хаос.
Ентропията и разочарованието, към този момент са в действителност доста високи.
Физиците харесват потреблението на ентропия, тъй като тя служи също и като комфортен метод за шифроване на информацията в система.
Така че посредством премерване на ентропията – количествена мярка, с която физиците боравят доста комфортно - те също могат да схванат количеството информация в дадена система.
Това се отнася за всяка система във Вселената, каквито са и черните дупки.
В началото на 1981 година физикът Джейкъб Бекенщайн откри два забележителни, неинтуитивни обстоятелството за черните дупки и техните хоризонти на събитията.
Първо: размерът, съдържащ се в черните дупки, съставлява безусловно най-голямото количество ентропия, което всеки размер с сходен размер във Вселената може да има.
Казано по различен метод, черните дупки са сфери с оптималната ентропия. Нека вникнем в това.
Колкото и разхвърляна да става стаята ви, колкото и съзнателно или непреднамерено да увеличавате нейната ентропия, в никакъв случай, в никакъв случай не можете да успехите ентропията на черна дупка с размерите на тази стая. Този факт незабавно повдига някои тревожни, само че завладяващи въпроси.
От всички прелестни творения във Вселената, за какво природата е избрала черните дупки да съдържат най-вече ентропия? Това единствено съвпадане ли е или ни учи на нещо скъпо за връзката сред квантовата механика, гравитацията и информацията?
Това възприятието на безпокойствие и неспокойствие би трябвало да се ускори, когато научите втория факт за черните дупки, открит от Бекенщайн. Когато добавите информация към дадена черна дупка, тя става по-голяма.
Това единствено по себе си не е изненадващо, само че черните дупки - и единствено черните дупки - порастват по подобен метод, че тяхната повърхнина, а не размерът им, нараства съразмерно на количеството нова информация, навлизаща в тях.
" Ако вземете която и да е друга система във Вселената - звезда, която гълтам планета, вие поглъщате чийзбургер - ентропията и информацията на комбинираната система се покачват, както и размерът (както при звездата, по този начин и при вас) ", сподели проф. Сътър.
Обемът се усилва съразмерно на увеличението на количеството информация.
" Но черните дупки, по някаква причина, която към момента не сме разбрали, се опълчват на тази взаимозависимост ", уточни проф. Сътър.
Тази публикация е оповестена в началото от.
По темата
" Всеки път, когато видя думата ентропия, обичам да я замествам с фразата „ броене на броя способи, по които мога да пренаредя един сюжет, като го оставя значително същия “. Съгласен съм, това е малко дълго, тъй че ще се придържаме към термина ентропия ", сподели Пол М. Сътър, теоретичен космолог и професор-изследовател в Института за напреднали компютърни науки към университета Стоуни Брук.
Astrophysicist: Black Holes Actually Consume Entropy
— ScienceAlert (@ScienceAlert)
Ставате сутринта през уикенда и решавате най-сетне да се заемете с монументалната задача да си почистите и подредите спалнята.
Чистите, сгъвате и прибирате облеклата си. Оправяте си чаршафите. Тупате си възглавниците. Подреждате чекмеджето за долни дрехи.
След часове старания се заемате с отмора, с цел да се порадвате на работата си, само че стартирате да усещате възходящото възприятие на безпокойствие в стомаха си. Защото знаете, че не след дълго хаосът още веднъж ще ви застигне.
Вие инстинктивно знаете това, тъй като има единствено един единствен метод да имате идеално подредена стая и всичко да е постоянно на мястото си.
" Има единствено един метод тъкмо този сюжет да ви се случи. Тъй като към този момент сте осведомени с термина, можете да се чувствате свободни да го употребявате като кажете, че идеално чистата стая има доста ниска ентропия ", сподели проф. Сътър.
Сега дано въведем малко хаос. Взимате един чорап и го хвърляте в стаята си. Вече е разбъркано.
Можете да поставите количествено измерима мярка на тази разхвърляност. Вашият уединен чорап може да е на пода. Може да е на леглото. Може да стърчи на половина от някое чекмедже.
Има няколко метода, по които можете да осъществите този сюжет - появяването на един неподреден чорап в стаята ви - като в същото време запазите общата картина същата. Ентропията е по-висока.
И тогава вашето куче, или вашите деца, или вашето куче и деца нахлуват в стаята. Настъпва безпорядък.
Нищо не е там, където би трябвало да бъде, и има съвсем безконечен брой способи да се реализира същото равнище на хаос.
Ентропията и разочарованието, към този момент са в действителност доста високи.
Физиците харесват потреблението на ентропия, тъй като тя служи също и като комфортен метод за шифроване на информацията в система.
Така че посредством премерване на ентропията – количествена мярка, с която физиците боравят доста комфортно - те също могат да схванат количеството информация в дадена система.
Това се отнася за всяка система във Вселената, каквито са и черните дупки.
В началото на 1981 година физикът Джейкъб Бекенщайн откри два забележителни, неинтуитивни обстоятелството за черните дупки и техните хоризонти на събитията.
Първо: размерът, съдържащ се в черните дупки, съставлява безусловно най-голямото количество ентропия, което всеки размер с сходен размер във Вселената може да има.
Казано по различен метод, черните дупки са сфери с оптималната ентропия. Нека вникнем в това.
Колкото и разхвърляна да става стаята ви, колкото и съзнателно или непреднамерено да увеличавате нейната ентропия, в никакъв случай, в никакъв случай не можете да успехите ентропията на черна дупка с размерите на тази стая. Този факт незабавно повдига някои тревожни, само че завладяващи въпроси.
От всички прелестни творения във Вселената, за какво природата е избрала черните дупки да съдържат най-вече ентропия? Това единствено съвпадане ли е или ни учи на нещо скъпо за връзката сред квантовата механика, гравитацията и информацията?
Това възприятието на безпокойствие и неспокойствие би трябвало да се ускори, когато научите втория факт за черните дупки, открит от Бекенщайн. Когато добавите информация към дадена черна дупка, тя става по-голяма.
Това единствено по себе си не е изненадващо, само че черните дупки - и единствено черните дупки - порастват по подобен метод, че тяхната повърхнина, а не размерът им, нараства съразмерно на количеството нова информация, навлизаща в тях.
" Ако вземете която и да е друга система във Вселената - звезда, която гълтам планета, вие поглъщате чийзбургер - ентропията и информацията на комбинираната система се покачват, както и размерът (както при звездата, по този начин и при вас) ", сподели проф. Сътър.
Обемът се усилва съразмерно на увеличението на количеството информация.
" Но черните дупки, по някаква причина, която към момента не сме разбрали, се опълчват на тази взаимозависимост ", уточни проф. Сътър.
Тази публикация е оповестена в началото от.
По темата
Източник: vesti.bg
КОМЕНТАРИ