태양계의 진화는 어떻게 열역학 제 2 법칙을 어 기지 않습니까?


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용서하십시오 : 나는 물리학과 우주론에 관해서는 평신도이며, 운이없이 이해할 수있는 이것에 대한 답을 찾으려고 노력했습니다.

내가 알기로 태양계는 거대한 분자 구름에서 진화했다. 나에게 이것은 열역학 제 2 법칙을 어기는 것으로 보인다.

나는 내 논리에 문제가 있음을 알고 있지만 실제로 붙어 있습니다.

누구든지 이것을 평신도의 관점에서 설명 할 수 있습니까?

(이 주제와 겹치는 것처럼 "천문학"과 "물리학"에 모두 게시)


비결은 "엔트로피"의 정확한 정의와 그것이 "장애"와 관련이 있다는 평신도의 단순화 된 이해와 혼동하지 않는 것입니다.
Larry Gritz

답변:


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분자 구름이 중력 하에서 수축함에 따라 총 엔트로피는 실제로 증가합니다.

분자가 가까워 질수록 분자가 정렬되어 엔트로피가 줄어 듭니다. 그러나 그것은 프로세스의 한 부분 일뿐입니다. 두 번째 (중요한) 부분은 분자가 더 가까울 때 운동 에너지가 더 높다는 것입니다 (중력 전위가 낮아짐에 따라). 따라서 가스가 줄어들면서 점점 뜨거워지고 있습니다.

분자가 더 많은 운동량 공간을 차지하기 때문에 가스 온도의 증가는 엔트로피를 증가시킵니다. 온도를 통한 엔트로피의 증가는 수축 자체를 통한 엔트로피의 감소보다 더 크다.

나중에, 뜨거운 응축 가스 (또는 뜨거운 행성)는 열을 우주로 방출하고 냉각시킵니다. 더 이상 덥지 않기 때문에 원래 가스 구름보다 엔트로피가 더 낮은 차가운 행성이 생깁니다. 그러나 엔트로피 증가는 방사 된 광자에 의해 수행되었다. 따라서 우주의 엔트로피가 증가했습니다 (방사 된 광자가 어딘가에 있습니다).

John Baez 의 훌륭한 웹 페이지 또는 여기 에서이 주제에 대한 자세한 설명을 찾을 수 있습니다 .


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"방사 된 광자가 어딘가에있다"는 진술은 실제로 그것을 명확하게합니다.
dotancohen 2016 년

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이것은 지역과 절대에 대한 오해에서 비롯됩니다.

전체적인 순서는 여전히 감소합니다 (또는 일반적인 용어로는 엔트로피 증가).

Wikipedia에서 :

열역학 제 2 법칙에 따르면, 격리 된 시스템의 엔트로피는 절대 감소하지 않습니다. 격리 된 시스템은 자발적으로 최대 엔트로피를 갖는 구성 인 열역학적 평형을 향하여 진화하기 때문입니다. 격리되지 않은 시스템은 엔트로피가 감소 할 수 있습니다.

따라서 우주는 고립 된 시스템으로 간주되지만 지역 태양계는 고립되어 있지 않기 때문에 우주의 전체 엔트로피가 줄어들지 않으므로 엔트로피의 국소 감소가 열역학 제 2 법칙을 위반하지 않습니다.


그렇다면 태양계의 생성을 상쇄하기 위해 엔트로피의 해당 증가는 어디에 있었습니까? 열 손실?
dotancohen 2016 년

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이것은 질서가 무질서에서 어떻게 나올 수 있는지에 대한 우리의 이해에 근본적인 질문입니다. 따라서 이것이 발생할 수있는 방법을 고려할 가치가 있습니다.

  1. 무작위 변동에 의한 국소 엔트로피 감소.

  2. 역학 (포인트, 사이클 또는 이상한)에 대한 유인이있어 자체 조직을 발생시킵니다.

  3. 시스템은 소실되고 개방적이며, 시스템 경계를 가로 지르는 에너지에 의해 로컬 순서가 유지됩니다 (예 : 로컬 라이브러리 / 정보 저장소는 지속적인 에너지 입력을 통해 정렬됩니다).

분명하게 목록 중 2.는 어크 레션 디스크가 안정적인 링을 형성하는 이유입니다. 그런 다음 비트의 임의 충돌이 나머지를 수행합니다. 비트가 작은 입자이면 토성을 얻습니다. 큰 경우 바위 같은 행성을 얻습니다.

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