太陽系の進化が熱力学の第二法則を破らないのはどうしてですか?


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許してください。私は物理学と宇宙論に関しては素人であり、これに対する答えを見つけることを試みましたが、運はありません。

私が理解しているように、太陽系は巨大な分子雲から進化しました。私には、これは無秩序からの秩序を示唆していると思うので、熱力学の第二法則を破るようです。

私のロジックに何か問題があるに違いないが、本当に行き詰まっている。

誰もがこれを素人の言葉で説明できますか?

(「天文学」と「物理学」の両方に投稿します。これらの主題が重複しているようです)


秘Theは、「エントロピー」の正確な定義を、それが何らかの形で「障害」に関連しているという素人の単純な理解と混同しないことです。
ラリーグリッツ14年

回答:


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分子雲が重力の下で縮小すると、実際には総エントロピーが増加します。

分子が近づいてくると、分子がより規則的になり、エントロピーが小さくなるように見えるかもしれません。ただし、これはプロセスの一部にすぎません。2番目の(重要な)部分は次のとおりです。分子が近づくと、分子はより高い運動エネルギーも持ちます(重力ポテンシャルが低くなるため)。そのため、ガスは収縮するにつれて高温になります。

分子はより多くの運動量空間を占有するため、ガスの温度が上昇するとエントロピーが増加します。温度によるエントロピーのこの増加は、収縮自体によるエントロピーの減少よりも大きくなります。

後に、高温の凝縮ガス(または高温の惑星)が空間に熱を放射し、冷却します。最終的に、元のガス雲よりもエントロピーが低い冷たい惑星になります。しかし、エントロピーの増加は放射された光子によって持ち去られました。合計で-宇宙のエントロピーが増加しました(放射された光子はどこかにあります)。

このトピックの詳細については、John Baezの優れたWebページまたはこちらをご覧ください


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「放射された光子はどこかにある」という文は、本当にそれを明確にします。
dotancohen 14年

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これは、ローカルおよび絶対の誤解から来ています。

順序の局所的な増加を防ぐものはありません-全体として、順序は依然として減少します(または一般的な用語では、エントロピーが増加します)

ウィキペディアから:

熱力学の第2の法則によれば、孤立したシステムのエントロピーは決して減少しません。なぜなら、孤立したシステムは、熱力学的な平衡、最大エントロピーを持つ構成に向かって自然に進化するからです。分離されていないシステムでは、エントロピーが低下する場合があります。

したがって、宇宙は孤立したシステムと見なされますが、ローカルの太陽系は孤立していないため、宇宙のエントロピー全体が減少しないため、エントロピーの局所的な減少は熱力学の第2法則に違反しません。


それでは、太陽系の創造を相殺するために、エントロピーの対応する増加はどこにありましたか?熱損失?
dotancohen

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これは、秩序が無秩序からどのように生まれるかを理解するための基本的な質問です。したがって、これが発生する可能性のある方法を検討する価値があります。

  1. ランダムゆらぎによる局所エントロピー低減。

  2. 自己組織化を引き起こすダイナミクス(ポイント、サイクル、またはストレンジ)のアトラクタがあります。

  3. システムは散逸的で開かれており、システムの境界を越えるエネルギーによってローカルの順序が維持されます(たとえば、ローカルのライブラリ/情報ストアは、継続的なエネルギー入力によって順序付けられたままです)。

明らかに、リストの2.が降着円盤が安定したリングを形成する理由です。その後、ビットのランダムな衝突が残りを行います。ビットが小さな粒子である場合は土星を取得し、ビットが大きい場合は岩の多い惑星を取得します。

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